[发明专利]一种在已建隧道区域近接施工的模拟试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种在已建隧道区域近接施工的模拟试验装置及试验方法，属于隧道施工技术领域，其包括模型箱、已建隧道模拟组件和新建隧道模拟组件，利用箱体上滑槽、入口孔的对应开设，结合多个空心万向球、调节组件、定位组件、可调固定架的对应设置，可以在箱体中完成已建隧道的准确模拟设置，并准确模拟出已建隧道与新建隧道的相对位置关系，进而完成在已建隧道区域近接施工新建隧道的模拟试验。本发明的在已建隧道区域近接施工的模拟试验装置，其结构简单，设置便捷，能够实现新建隧道与已建隧道相对位置的灵活调整，满足不同条件下的模拟试验需求，装置的重复利用率高，兼容性强，能够大幅降低模拟试验成本，具有较好的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种在已建隧道区域近接施工的模拟试验装置及试验方法。

背景技术

近年来，随着城市发展进程逐步加快，城市内交通拥堵问题日趋严峻，社会经济发展受到了严重影响。同时，城市用地逐渐饱和，继续增设地面道路愈发难以实现。因此，国内外开始大力开展城市地铁工程建设。

在地铁工程的施工建设中，隧道的施工往往是工程施工的重要一环。在隧道的施工方法中，盾构法施工方式因其施工效率高、抗干扰能力强的特点，被广泛应用于城市地铁工程的建设。

目前，随着城市地铁的快速发展及地下空间的进一步开发和利用，出现了各种形式的近接(近距离接近已建隧道)施工。在进行隧道的近接施工时，新建隧道的施工往往会对已建隧道及其附近土层环境造成影响，因而在进行盾构隧道近接施工时，需要施工情况进行模型试验。一般情况下，在研究近接施工对已建运营隧道的影响时，采用既有隧道及新建隧道均沿某一平面无沿竖直面纵坡的方式近似进行室内模型试验，这种方式虽然能够一定程度上模拟实际施工过程的影响；但是，由于实际工程中的盾构隧道均存在沿竖直面的纵坡，导致上述模拟试验装置未能考虑隧道纵坡的对近接施工的影响，导致模拟的结构精度较差，无法充分保证实际施工的模拟要求。此外，在现有技术中，采用室内模型试验研究多种不同相对位置关系的盾构接近施工影响，往往需定做大量不同相对位置关系的试验模具，单个模具只能针对某一特定相对位置工况工程使用，均为特例特用，无法根据不同的近接施工的相对位置关系进行灵活调整，模拟装置重复利用率极低，造成大量的浪费。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种在已建隧道区域近接施工的模拟试验装置及试验方法，能够实现不同形式下已建隧道区域进行近接施工时的模拟，保证模拟准确性的同时，还能大幅提升模拟试验装置的适用范围，提升模拟试验装置的重复利用率和兼容性。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种在已建隧道区域近接施工的模拟试验装置，包括模型箱和设置在模型箱内的已建隧道模拟组件；其还包括设置在所述模型箱一侧的新建隧道模拟组件；

所述模型箱为顶部开口的箱型结构，其箱体内相对的两侧壁面上分别沿竖向开设有滑槽，并在两滑槽连线一侧的箱体侧壁面上开设有连通箱体内外的第一入口孔和第二入口孔，且所述第二入口孔的内径大于所述第一入口孔的内径；

所述已建隧道模拟组件包括在各所述滑槽中分别组合设置的空心万向球和调节组件，以及包括可在所述模型箱内固定安装的第一管件和第二管件；

所述空心万向球的中部开设有柱形通孔，其可在对应滑槽中自由转动，且滑槽中的空心万向球与调节组件一一对应设置，使得所述空心万向球可在对应调节组件作用下实现竖向位置的调整及位置固定；所述第一管件的两端分别穿设于两滑槽内空心万向球的柱形通孔中，所述第二管件与所述第一管件通过可调固定架连接，并使得两管件的相对位置可通过调整所述可调固定架来确定；

所述新建隧道模拟组件包括嵌设于第一入口孔中的第三空心万向球和设置于所述第二入口孔中的第四空心万向球；所述第四空心万向球的外径小于第二入口孔的内径，并在所述模型箱上对应该第四空心万向球设置有始终封堵所述第二入口孔的定位机构，由其固定所述第四空心万向球并调整其在所述第二入口孔中的位置。