[发明专利]隧道环境模拟模型及方法

说明书

本申请公开了一种隧道环境模拟模型及方法，属于隧道缩尺试验技术领。其中，隧道环境模拟模型与控制系统电连接，包括：架体；隧道模拟机构，可拆卸地设于架体内，且与架体密封连接；隧道模拟组件包括隧道模拟组件及填充在隧道模拟组件外围的土层组件；气体输送机构，至少部分设置在架体内，并向土层组件、及土层组件和架体形成的密封腔体内输送气体；液体输送机构，与架体连通，以向土层组件内输送液体；以及检测机构，设置在架体内，且自靠近隧道模拟机构的一侧向远离模拟隧道机构的一侧分布，以检测架体内的压强。通过上述方式，其可以有效验证以气封水在隧道实施过程中的可实施性，且结构简单，操作方便。

技术领域

本申请涉及隧道缩尺试验技术领域，特别是涉及一种隧道环境模拟模型及方法。

背景技术

地铁联络通道是将枢纽内的车站与车站、车站与线路及线路与线路连接起来的隧道，能够保证枢纽车站区域具有及机动性，使线路之间、线路和车站之间形成必要的便捷和救援通道。在《地铁设计规范》(GB50157-2013)中明确要求紧邻的两联络通道距离应在600m以内。而根据地铁隧道设计经验，联络通道之间的距离常常控制在200m～400m之间。因此，可以确定地铁区间隧道内必将涉及导联络通道施工。

但是，在地铁联络通道施工过程中，其保护措施往往不如修建主隧道时完备。并且，由于联络通道处隧道断面突变，受力情况复杂，当联络通道修建在城市建筑密集、车流量大、来往行人多的区域，特别是隧道埋深较浅、地下水丰富的软弱土层时，易产生涌水塌方，稍有不慎就有可能引发连续性的灾害事故。联络通道的施工已然成为整个地铁建设的关键工序和风险控制点。

软弱富水地层包含土的种类较多。普遍工程性质相对较差，具有天然含水量大、渗透率低、承载能力低、可压缩性高、抗剪强度低、受施工扰动影响大等特点。现有地铁联络通道施工方法主要包括明挖法、注浆加固法、冷冻法、机械法等。但是，考虑到地况、地质、埋深、环保等因素，明挖法已经不能很好地协调施工需求和市民日常活动之间的平衡关系；考虑到隧道内空间尺寸和施工技术成熟度，机械法施工体系复杂并且受限于空间效应，在匹配施工需求和质量效益优化方面存在进步空间；考虑到地下水动态成因、地质条件和分布的复杂性，注浆加固法难以达到预期止水加固效果，容易出现漏水和漏沙问题；考虑到施工成本、规范性设计和土层施工后的时间效应，冷冻法现阶段依然存在过于依赖经验、施工主动控制保守和无法规避的冻涨融沉。

针对上述的现有技术中存在的地铁联络通道施工方法平衡度低、受限于空间效应、易产生渗漏及无法规避冻涨融沉等的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开提供了一种隧道环境模拟模型及方法，以至少解决现有技术中存在的地铁联络通道施工方法平衡度低、受限于空间效应、易产生渗漏及无法规避冻涨融沉等的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种隧道环境模拟模型，与控制系统电连接，包括：

架体；

隧道模拟机构，可拆卸地设于所述架体内，且与所述架体密封连接；所述隧道模拟组件包括隧道模拟组件及填充在所述隧道模拟组件外围的土层组件；

气体输送机构，至少部分设置在所述架体内，并向所述土层组件、及所述土层组件和架体形成的密封腔体内输送气体；

液体输送机构，与所述架体连通，以向所述土层组件内输送液体；以及

检测机构，设置在所述架体内，且自靠近所述隧道模拟机构的一侧向远离所述模拟隧道机构的一侧分布，以检测所述架体内的压强。

可选地，所述隧道模拟组件包括两个与所述架体密封连接的抵靠板、及连接两个所述抵靠板且与所述架体围设成腔体的钢丝网层；

所述架体上设置有孔洞及与所述孔洞对接以将所述孔洞密封的挡板，所述抵靠板与所述孔洞对接，以使得所述孔洞与所述腔体连通。