[发明专利]适用于角度无级调节的地面出入式盾构模型试验反力架装置的操作方法

权利要求书

1.一种适用于角度无级调节的地面出入式盾构模型试验反力架装置的操作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)根据地面出入式盾构始发工程的实际情况，确定缩尺比例和试验方案，选用相应的模型盾构机、盾构模型箱，盾构模型箱在始发侧和终点侧具有不同的高度，设备平台的高度与盾构模型箱始发侧的高度相同；

(b)铺设土体：根据试验方案计算土体始发侧高度、终点侧高度，使得土体在盾构模型箱的始发侧呈斜坡状，坡脚靠近始发侧，坡顶靠近终点侧，且盾构推进轴线通过该土体斜坡；首先按照计算得到的土体终点侧高度铺设好土体，在预计的推进轴线两侧设置土压力盒，并在土体上部设置位移传感器，用于测量试验过程中的土体内部应力和位移的变化；

(c)根据试验方案处理土体始发侧坡度，将始发侧土体开挖至计算得到的土体始发侧高度，形成一个坡脚靠近始发侧，坡顶靠近终点侧，坡度与试验方案一致的土体斜坡；

(d)根据地面出入式盾构模型试验的要求，将设备平台用固定螺栓固定在盾构模型箱边缘的设备基础上，完成设备平台的安装；

(e)将双向液压油缸缩回，使反力板位于反力板滑轨的尾部；

(f)将模型盾构机固定到模型盾构机轨道上，并使其尾部紧贴反力板，然后安装盾构方向挡板；

(g)根据地面出入式盾构模型试验的要求，操纵电动绞盘，使得钢索收缩，设备主体倾斜，观察角度指示器上的倾斜角度指针和刻度线，当倾斜角度指针指向当前试验方案设定的角度时，关闭电动绞盘；

(h)启动双向液压油缸，推动模型盾构机，直至模型盾构机的刀盘紧贴盾构模型箱中始发侧倾斜的始发土坡，关闭双向液压油缸；

(i)启动模型盾构机，盾构开始推进时，模型盾构机尾部的液压千斤顶紧贴反力板；

(j)待盾构开始推进一段时间后，模型盾构机尾部的液压千斤顶到达其行程时，关闭模型盾构机，将液压千斤顶泄压，使得液压千斤顶回缩；

(k)启动双向液压油缸，将反力板沿反力板滑轨推进至模型盾构机的尾部，关闭双向液压油缸；

(l)再次启动模型盾构机，继续盾构推进；

(m)重复步骤(i)-(l)，使得模型盾构机分步进入土体；

(n)当模型盾构机进入土体过2/3时，土体对模型盾构机的盾构方向已有充分的保持作用，此时拆除盾构方向挡板，防止其接触土体；

(o)继续反复以上步骤(i)-(l)，最终使得模型盾构机完全进入土体，收集土压力盒和位移传感器的数据，一个试验周期结束；

(p)根据试验方案，重复步骤(b)-(o)，完成所有试验，对试验数据进行分析和总结，归纳出应力和沉降符合施工质量要求的方案，并对这些方案进行经济性评估，最终揭示最优的盾构始发角度，指导隧道的设计与施工。

2.如权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述地面出入式盾构模型试验反力架装置包括设备基础、设备平台、转轴、模型盾构机轨道、反力板滑轨、倾斜角度指针、模型盾构机、液压油缸固定底座、双向液压油缸、反力板、盾构方向挡板、角度指示器、钢索、电动绞盘、绞盘架、刻度线、土体和盾构模型箱；

所述盾构模型箱固定在设备基础上，所述设备平台与设备基础固定连接，模型盾构机轨道通过转轴与设备平台连接，所述反力板导轨与模型盾构机轨道固定连接；倾斜角度指针固定在模型盾构机轨道上，并穿过角度指示器，使指针正常指向刻度线；所述模型盾构机放置在模型盾构机轨道的凹槽中，与凹槽紧贴；所述液压油缸固定底座与模型盾构机轨道固定连接；所述双向液压油缸与液压油缸固定底座固定连接；所述反力板与反力板导轨通过卡槽连接，所述反力板与双向液压油缸固定连接，并可由双向液压油缸推动沿着反力板导轨滑动；所述盾构方向挡板与反力板固定连接；所述角度指示器与设备平台固定连接；所述钢索一端与模型盾构机轨道连接，所述钢索另一端与电动绞盘连接；所述电动绞盘与绞盘架固定连接；所述绞盘架与设备平台固定连接；所述刻度线印刷于角度指示器上。