[发明专利]可均匀增湿的组合式黄土地层盾构隧道施工全阶段试验装置

说明书

一种可均匀增湿的组合式黄土地层盾构隧道施工全阶段试验装置，该装置包括可拆卸式模型箱、盾构模型、均匀增湿装置、注浆装置、动力装置和监测装置，可拆卸式模型箱采分为始发仓、掘进仓和接收仓，掘进仓内设置有模拟地层、盾构模型、透水板，均匀增湿装置通过透水板进行均匀增湿；盾构模型可模拟开挖、盾尾脱空、壁后注浆等施工全过程；盾构模型由动力装置提供推进动力，开挖过程中注浆装置通过管片上的注浆孔进行注浆，同时由均匀增湿装置进行浸水，利用监测装置监测增湿过程黄土地层盾构施工全阶段围岩位移及地表沉降的变化。本发明实现了黄土地层盾构隧道施工的均匀增湿过程和施工全过程，以及对地层变形的监测。

技术领域

本发明属于盾构施工模拟试验装置或设备技术领域，具体涉及到一种可均匀增湿的组合式黄土地层盾构隧道施工全阶段试验装置。

背景技术

盾构施工方法因其机械化程度高、地层适用性强等优势，广泛应用于城市地铁隧道建设中。对于黄土地层，因其浸水增湿后强度指标大幅变化，使得黄土地层盾构隧道开挖—盾尾脱空—壁后注浆等施工过程在地层增湿后的围岩压力演化规律区别于其它地层。

目前，尚未有能实现盾构隧道全阶段施工并考虑浸水增湿对黄土动态围岩压力影响的模型试验装置。特别是增湿及施工均为动态过程，二者之间存在较为复杂的交互作用。

为探明增湿过程对黄土地层盾构隧道施工全阶段动态围岩压力演化规律的影响，完善黄土盾构隧道围岩压力确定方法，有必要设计一种能实现可增湿的黄土地层盾构隧道施工全阶段的模型试验装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,提供一种设计合理、结构简单、可模拟地层均匀增湿过程以及盾构隧道全阶段施工过程的可均匀增湿的组合式黄土地层盾构隧道施工全阶段试验装置。

解决上述技术问题采用的技术方案是：一种可均匀增湿的组合式黄土地层盾构隧道施工全阶段试验装置,在底板前后两侧竖直设置有2组侧板，2组侧板相对侧壁上间隔对应设置有若干组卡槽，卡槽内设置有4组可拆卸隔板，4组可拆卸隔板和底板以及侧板形成3组上端开口的空间，从右至左依次为始发仓、推进仓、接收仓，推进仓两侧的可拆卸隔板上对称加工有始发孔和接收孔，盾构模型由始发孔进入推进仓，由接收孔驶离推进仓，始发孔和接收孔内设置有端墙板，始发仓内右侧可拆卸隔板内壁居中设置有电机托架，电机托架上设置有电机，电机的输出轴与盾构模型相连接，始发仓内设置有注浆装置，注浆装置与盾构模型相连通，推进仓内填充有模拟地层，盾构模型位于模拟地层内且中心线与电机的输出轴中心线在同一直线上，推进仓上部侧板上设置有进水孔，进水孔与均匀增湿装置相连通，模拟地层顶部低于进水孔设置有隔梁，隔梁上设置有透水板，接收仓内右侧可拆卸隔板内壁居中设置有接收平台，接收平台左侧设置有固定杆，固定杆通过导向杆与盾构模型相连接，接收仓内左侧可拆卸隔板内壁居中设置有监测托架，监测托架上设置有监测装置。

本发明的盾构模型为：管片左端固定设置有推进盾壳、右端活动设置有固定盾壳，推进盾壳的左端内部加工有环形滑轨，固定架设置于环形滑轨内，中轴杆设置于管片内，中轴杆一端与输出轴相连接、另一端穿过固定架与导向杆活动连接，刀盘设置于固定架上，固定架右端通过固定螺母固定于中轴杆上，管片周向上均布加工有4个注浆孔。

本发明的中轴杆右端外周加工有与输出轴左端内传动螺纹相匹配的外传动螺纹、左端为中空杆件且外周加工有与刀盘的内螺纹相匹配的外螺纹，中轴杆左端中空部分可沿导向杆左右滑动。

本发明的刀盘为：刀盘本体为圆柱形结构，刀盘本体中部加工有刀盘螺纹孔、径向对称加工有至少2组进土孔，刀盘本体前端进土孔一侧设置有刮刀。

本发明的固定架为：固定架本体呈十字形结构，固定架本体中心位置加工有固定架螺纹孔、端部加工成台阶状置于环形滑轨内。

本发明的注浆装置为：储浆桶通过管道与注浆泵相连通，注浆泵通过设置在管道上的注浆阀与五通接头相连通，五通接头相连通的4根注浆管与注浆孔相连通。