[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

说明书

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，包括以下步骤：(a)确定缩尺比例和试验方案；(b)铺设土体；(c)处理土体始发侧坡度；(d)完成设备平台的安装；(e)将双向液压油缸缩回；(f)将模型盾构机固定到模型盾构机轨道上；(g)操纵电动绞盘；(h)启动双向液压油缸；(i)启动模型盾构机；(j)待盾构开始推进一段时间后，操作模型盾构机尾部的液压千斤顶；(k)启动双向液压油缸；(l)重复步骤(i)‑(l)；(m)当模型盾构机进入土体过2/3时，拆除盾构方向挡板；(n)继续反复以上步骤(i)‑(l)；(o)重复步骤(b)‑(n)，完成所有试验。本发明操作简便、简单易行。

技术领域

本发明涉及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，适用于地面出入式盾构模型试验，属盾构试验技术领域。

背景技术

盾构法隧道建造施工方法由于自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通等优点，得到了广泛的工程应用。传统的盾构施工需要预先开挖两个工作井(即盾构始发井和盾构接收井)作为盾构机进出的通道，对施工场地和环境的要求较高，可能还会涉及地上道路改道、建筑动迁等问题。而且，有较多地下隧道工程，如引水涵道、地下快速路等工程从功能上并不需要类似地铁车站这样与地面垂直联通的通道。这两方面因素制约了传统的盾构隧道施工方法在城市等地面设施密集的区域的应用与发展。地面出入式盾构解决了以上的问题，无需工作井，既避免了复杂环境的影响，还节省了成本。

盾构隧道在施工和运营中的安全一直是国内外关注的重点，模型试验作为盾构隧道研究工作中的一种手段，在模拟盾构施工中有重要的作用。传统的盾构模型试验反力架装置，一般用于模拟在井下始发，不能调节始发倾斜角度，无法适应多种盾构推进步长(环宽)，试验步骤复杂、周期长，不适用于地面出入式盾构模型试验。因此，为了克服现有的盾构模型试验反力架装置的操作方法的不足，发明了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。

发明内容

为了克服现有的盾构模型试验反力架装置的操作方法不能调节始发倾斜角度、无法适应多种盾构推进步长(环宽)、试验步骤复杂且周期较长等不适用于地面出入式盾构模型试验的不足，本发明提供了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能有效地克服上述盾构模型试验反力架装置的操作方法的缺点。本操作方法不但可以应用于任意角度的地面出入式盾构始发模型试验，而且操作简便、简单易行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

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，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(盾构推进轴线起始端)和终点侧(盾构推进轴线结束端)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；