[发明专利]模拟盾尾间隙的壁后注浆浆液扩散装置及试验方法

说明书

一种模拟盾尾间隙的壁后注浆浆液扩散装置,试验装置竖直放置于地面上，空气压缩机一端通过安装在管道上的压力表和回浆阀与试验装置相连通、另一端通过安装在管道上的注浆阀与浆液贮存装置相连通；本装置一方面用于考虑盾构施工中的盾尾间隙对壁后注浆的影响，另一方面在层流筒体上设置浆液分布孔、过滤网，可使浆液呈均匀状注入试验土体，采用本装置的试验方法注入浆液的时土体压力的变化曲线与实际工程中注入浆液时土体压力变化曲线基本相同，同时可以直观观察土体浆液扩散情况，可推广应用到模拟地铁隧道盾构机注浆装置或设备领域。

技术领域

本发明属于地铁隧道工程技术领域，具体涉及到一种模拟盾尾间隙对注浆浆液扩散影响的试验装置，以及采用该装置进行相关试验的试验方法。

背景技术

盾构法施工在地下工程建设中具有重要地位，在盾构法施工过程中，盾构隧道壁后注浆作为盾构工法的关键工序，壁后注浆在防止地层变形、提高隧道抗渗性、确保衬砌的早期稳定，提高衬砌、浆液、地层的共同受力等方面起到关键作用。目前，由于地层的复杂性、盾尾间隙、注浆压力的不确定性、注浆材料的多样性，盾构隧道壁后注浆的有关理论研究不能满足工程实践的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种设计合理、结构简单、成本低廉、可直观观察分析浆液在土体中扩散情况的模拟盾尾间隙的壁后注浆浆液扩散装置及试验方法。

解决上述技术问题采用的技术方案是：试验装置竖直放置于地面上，空气压缩机一端通过安装在管道上的压力表和回浆阀与试验装置相连通、另一端通过安装在管道上的注浆阀与浆液贮存装置相连通。

本发明的试验装置为：试验筒设置于固定支架上，试验筒由两个半圆形有机玻璃筒体及密封条组成，试验筒顶部设置有穿过固定支架的压紧装置、底部设置有穿过固定支架的盾尾间隙模拟装置，试验筒长度方向上均布设置有若干个加固箍筋。

本发明的固定支架为：上固定板和下固定板之间竖向设置有4根加固筋，加固筋长度方向上设置有至少1个加固板，上固定板中心位置加工有连接杆螺纹孔，下固定板上表面中心位置设置有管道校位垫，下固定板和管道校位垫中心位置对应设置有注浆孔、周向均布设置有3个支撑杆螺纹孔。

本发明的压紧装置为：连接杆设置于连接杆螺纹孔中，连接杆顶部设置有压紧手轮、底部设置有安装于试验筒上部的压紧板。

本发明的压紧板上均布加工有若干通孔。

本发明的盾尾间隙模拟装置为:试验筒内底部设置有注浆防水垫,3个支撑杆依次穿过下固定板、管道校位垫、注浆防水垫伸入试验筒内部并可上下转动，支撑杆底部设置有支撑手轮，层流装置设置于试验筒内部并与支撑杆顶部相接触，注浆管设置于注浆孔中，注浆管的一端伸入注浆防水垫、另一端连接注浆管道。

本发明的层流装置为：中空圆柱形层流筒体的上下两端封闭，层流筒体的下端中心位置加工有进浆孔、上端均布加工有若干浆液分布孔，层流筒体的上端设置有过滤层。

本发明的试验装置一端设置于固定底座上、另一端设置于可调底座上，固定底座的高度大于等于可调底座的高度，使试验装置与水平面倾斜放置或者与水平面平行。

本发明的试验筒上侧壁上加工有出浆孔，出浆孔的高度应高于试验时试验筒内填充物的高度。

本发明的模拟盾尾间隙的壁后注浆浆液扩散装置的试验方法，由以下步骤组成：

S1、试验地层准备：准备试验所用土体，土体选用跟所需要模拟的真实地层环境相同的土体，将试验土体充分搅拌均匀并混合酚酞类染色剂。

S2、浆液配置及置入：根据步骤S1试验地层的可注性以及模拟的真实地层环境配置试验浆液，并将浆液置入浆液贮存装置内；