[发明专利]大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验装置

说明书

本发明涉及一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验装置，包括：试验土箱；置于试验土箱内的前部管节；填设于试验土箱内的模型土；置于试验土箱外侧的始发托架；置于始发托架上并与前部管节连接的后部管节，设有泥水加注环，其沿后部管节的外周形成有连成一圈的注浆槽；设于后部管节远离试验土箱的一侧的后靠架；以及固定连接于后靠架并与后部管节对应设置的顶推机构，通过顶推机构顶推后部管节以将后部管节顶入试验土箱内，在后部管节顶进至试验土箱内的过程中，通过泥水加注环向后部管节的外侧注入减摩泥浆，从而实现模拟实际的顶管施工。本发明利用后部管节向试验土箱内顶进来模拟实际的顶管施工，为顶管施工提供实际的指导意义。

技术领域

本发明涉及顶管试验装置的技术领域，特指一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验装置。

背景技术

顶管施工是目前日益发展应用的一种非开挖施工方法，不需要开挖面层就能够穿越已有的公路、铁路、河道、地下管线、地下构筑物和文物古迹等。顶管施工方法避免了城市路面的开挖量，减少大量土方工程，减少拆迁安置，节约施工用地，降低周围环境干扰且不中断地面人流交通及物流运输活动等，近年来在城市地下空间开发、地下铁路轨道交通建设、市政隧道工程中得到广泛运用。

顶管施工过程中，后部油缸的顶推力是顶管施工至关重要的参数，而该顶推力与顶管机顶进过程中刀盘受到的阻力和顶管外表面受到的摩擦阻力有关，通过为减小顶管外表面与土体间的摩擦阻力，会向顶管的外表面注入减摩泥浆，利用减摩泥浆来减小摩擦阻力，减摩泥浆的配比，通常是通过顶管模拟试验来确定，但在现有的模拟试验装置中，减摩泥浆是通过均匀布设在管节上的注浆孔向管节外表面注入的，减摩泥浆从注浆孔处向外注入时，会直接冲击土体，且不容易均匀的扩散到管节的外表面形成泥浆套，使得试验的检测结果误差较大，对实际施工的参考价值不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验装置，解决现有的顶管模拟试验装置设置注浆孔注入减摩泥浆会冲击土体且不容易形成分布均匀的泥浆套而使得试验结果误差较大，对实际施工参考价值不高的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验装置，包括：

试验土箱，内部形成有容置空间，所述试验土箱的相对两侧设有相对应的洞口；

置于所述试验土箱内的前部管节，所述前部管节的管口位于对应的洞口处；

填设于所述试验土箱内的模型土，所述模型土埋固所述前部管节；

置于所述试验土箱外侧的始发托架，所述始发托架设于所述试验土箱具有洞口的一侧；

置于所述始发托架上的后部管节，所述后部管节靠近对应洞口的端部与所述前部管节连接，所述后部管节上间隔设有泥水加注环，所述泥水加注环沿所述后部管节的外周形成有连成一圈的注浆槽；

设于所述后部管节远离所述试验土箱的一侧的后靠架；以及

固定连接于所述后靠架并与所述后部管节对应设置的顶推机构，通过所述顶推机构顶推所述后部管节以将所述后部管节顶入所述试验土箱内，在所述后部管节顶进至所述试验土箱内的过程中，通过所述泥水加注环向所述后部管节的外侧注入减摩泥浆，从而实现模拟实际的顶管施工。

本发明的模拟试验装置，利用后部管节向试验土箱内顶进来模拟实际的顶管施工，且在后部管节上设置了泥水加注环，该泥水加注环在后部管节的外表面形成了环状的注浆槽，相对于现有技术中均匀布设注浆孔的方式，该泥水加注环的环状的注浆槽能够让减摩泥浆以相同的压力同步的向管节的外表面注入，能够使得减摩泥浆均匀的分布在管节的外表面，形成均匀的泥浆套，从而通过模拟试验装置测得的减摩泥浆与管节间的摩擦阻力，能够更加准确，且该摩擦阻力还能够为顶管施工的顶推力提供实际的指导意义。