[发明专利]一种多功能支洞掘进机模拟试验平台及其使用方法

权利要求书

1.一种多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，包括：

主隧道模型，包括台架（2）和设置在台架（2）上的复合管片（1），复合管片（1）上设有切削口（101）；

支洞模型，设置在切削口（101）上，支洞模型包括模仿地层压力的仿压结构和设置在仿压结构底部的始发套筒（5）；

掘进设备，设置在始发套筒（5）下方，用于在支洞模型中进行支洞掘进施工。

2.根据权利要求1所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，所述仿压结构包括连接在切削口（101）上侧的仿压壳体（4）和设置在仿压壳体（4）内的压力体（9），仿压壳体（4）上设有控压装置（8）用于控制压力。

3.根据权利要求2所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，所述掘进设备为顶管机构（12）用于将管节（7）顶入始发套筒（5）内；所述仿压壳体（4）包括外筒体（402）、设置在外筒体（402）上端的外盖板（401）和设置在外筒体（402）下端的内盖板（404），内盖板（404）位于管节（7）顶部。

4.根据权利要求3所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，与所述顶管机构（12）配合设有止退机构，用于阻止管节（7）退出始发套筒（5）。

5.根据权利要求4所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，所述止退机构包括设置在台架（2）上的止退架（3），止退架（3）上周向布置有可伸缩的止推杆（301）用于插入管节（7）的吊装孔（701）内实现止退功能。

6.根据权利要求3~5任一项所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，所述始发套筒（5）上连接有密封组件（6）用于密封始发套筒（5）与管节（7）或掘进设备之间的间隙。

7.根据权利要求6所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，所述密封组件（6）包括与始发套筒（5）可拆连接的环形结构（602）和设置在环形结构（602）内侧用于密贴管节（7）或掘进设备的钢丝刷（601）。

8.根据权利要求3~5或7任一项所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，所述复合管片（1）与管节（7）之间设有弯螺栓（10）用于支撑管节（7）。

9.根据权利要求8所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台，其特征在于，所述始发套筒（5）与管节（7）之间设有止水钢板（11）用于密封始发套筒（5）与管节（7）的间隙以及支撑管节（7）。

10.一种如权利要求2~9任一项所述的多功能支洞掘进机模拟试验平台的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.吊装并组装试验平台；

S2.回缩顶管机构（12），将管节（7）拼装成环并与顶管机构（12）的工作端连接，且将内盖板（404）与管节（7）连接并进行密封处理，然后通过顶管机构（12）推动使管节（7）密贴钢丝刷（601）至管节（7）完全堵住始发套筒（5）；

S3.通过控压装置（8）往仿压壳体（4）内输送压力体（9）至设定压强，然后通过顶管机构（12）推动管节（7），至管节（7）的吊装孔（701）对准止退杆（301），推动止退杆（301）插入吊装孔（701）后，拆除顶管机构（12）与管节（7）的连接，回退顶管机构（12）；

S4.将下一节的管节（7）拼装成环并与顶管机构（12）连接，通过顶管机构（12）推进拼装完的管节（7）至错缝密贴上一节的管节（7），然后抽出止退杆（301），再通过顶管机构（12）推进拼装完的管节（7）至吊装孔（701）对准止退杆（301），推动止退杆（301）插入吊装孔（701）后，拆除顶管机构（12）与管节（7）的连接，回退顶管机构（12）；

S5.重复步骤S4，直至多节管节（7）依次推入始发套筒（5）内；

S6. 通过顶管机构（12）推进末节管节（7）至上一节管节（7）底边对齐始发套筒（5）圆形端口，然后固定顶管机构（12），控制装置（8）抽出所有压力体（9）模拟地层注浆止水完成，通过弯螺栓（10）连接复合管片（1）与上一节管节（7），回退顶管机构（12）拉回末节管节（7）；

S7.拆除密封组件（6），然后焊接止水钢板（11）连接始发套筒（5）与上一节的管节（7），再拆除末节的管节（7）；

S8.将顶管机构（12）连接始发套筒（5）内的管节（7），再回退顶管机构（12）施加所需拉力，模拟支洞对主隧道永久结构的作用，并记录数据。