[发明专利]隧道模型试验可变厚度植筋式二次衬砌的模具及安装方法

权利要求书

1.一种隧道模型试验可变厚度植筋式二次衬砌的预制模具，其特征在于，包括：外层薄壳(2)、内层薄壳(3)和亚克力垫板(5)，亚克力垫板(5)上设有凹槽(6)，外层薄壳(2)套在内层薄壳(3)外，外层薄壳(2)和内层薄壳(3)一端垂直插在亚克力垫板(5)的凹槽(6)内；靠近凹槽(6)的一端外层薄壳(2)和内层薄壳(3)之间设有厚度固定圈(4)，内层薄壳(3)顶部端设有内圈固定玻璃(7)，外层薄壳(2)和内层薄壳(3)之间设有钢丝网片(18)；二次衬砌(1)浇筑在外层薄壳(2)和内层薄壳(3)之间；

内层薄壳(3)包括一号内层薄壳(13)、二号内层薄壳(14)、三号内层薄壳(15)和四号内层薄壳(16)，一号内层薄壳(13)、二号内层薄壳(14)、三号内层薄壳(15)和四号内层薄壳(16)均包括数层薄片，相邻两层薄片之间粘贴连接；

厚度固定圈(4)和凹槽(6)上对应地分别开设有三号小孔(19)和二号小孔(17)，钢丝网片(18)底端依次穿过三号小孔(19)和二号小孔(17)固定；内圈固定玻璃(7)的底部端插在内层薄壳(3)内，内圈固定玻璃(7)顶部设有延伸板，延伸板搭在内层薄壳(3)顶端上方。

2.根据权利要求1所述的隧道模型试验可变厚度植筋式二次衬砌的预制模具，其特征在于：外层薄壳(2)包括一号外层薄壳(9)和二号外层薄壳(10)，一号外层薄壳(9)和二号外层薄壳(10)均设有耳板，耳板上均开有一号小孔(8)，一号外层薄壳(9)和二号外层薄壳(10)连接时两侧耳板上的一号小孔(8)对齐，一号小孔(8)内穿有螺栓(11)，螺栓(11)通过螺母(12)固定；凹槽(6)包括用于耳板插入的槽道。

3.根据权利要求1所述的隧道模型试验可变厚度植筋式二次衬砌的预制模具，其特征在于：一号内层薄壳(13)、二号内层薄壳(14)、三号内层薄壳(15)和四号内层薄壳(16)包括的薄片数量相等，一号内层薄壳(13)、二号内层薄壳(14)、三号内层薄壳(15)和四号内层薄壳(16)相互连接后，同一层的薄片围合形成筒状薄壳，内层薄壳(3)从内到外包括数层筒状薄壳。

4.根据权利要求3所述的隧道模型试验可变厚度植筋式二次衬砌的预制模具，其特征在于：所述厚度固定圈(4)的宽度与外层薄壳(2)和内层薄壳(3)之间的间隙匹配，存在数个不同宽度的厚度固定圈(4)，分别对应包括不同层数筒状薄壳的内层薄壳(3)；凹槽(6)的宽度大于等于外层薄壳(2)底部厚度、内层薄壳(3)底部厚度和厚度固定圈(4)宽度之和。

5.如权利要求1至4中任一所述的隧道模型试验可变厚度植筋式二次衬砌的预制模具的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、组装内层薄壳：根据二次衬砌(1)的厚度需要粘贴数层薄片分别形成一号内层薄壳(13)、二号内层薄壳(14)、三号内层薄壳(15)和四号内层薄壳(16)，将一号内层薄壳(13)、二号内层薄壳(14)、三号内层薄壳(15)和四号内层薄壳(16)相互连接形成内层薄壳(3)；

步骤二、组装二次衬砌模具：将外层薄壳(2)和内层薄壳(3)竖直插在亚克力垫板(5)的凹槽(6)内，并在凹槽(6)内的外层薄壳(2)和内层薄壳(3)之间安装固定圈(4)；将钢丝网片(18)插入外层薄壳(2)和内层薄壳(3)之间直至钢丝网片(18)底部伸入凹槽(6)内的二号小孔(17)中固定，内层薄壳(3)的顶部端安装内圈固定玻璃(7)；

步骤三、浇筑二次衬砌：配制浆液并灌注到外层薄壳(2)和内层薄壳(3)之间，浇筑二次衬砌(1)后养护，然后脱模得到二次衬砌(1)；将二次衬砌(1)一端钢丝网片(18)伸出的部分截除；

步骤四、二次衬砌安装：在模型箱内填充土体，并开挖施作初期支护，首先将一个二次衬砌(1)放置于模型箱内正面开挖方向的洞口处，随后将剩余的二次衬砌(1)从模型箱背面依次放入。

6.根据权利要求5所述的隧道模型试验可变厚度植筋式二次衬砌的预制模具的安装方法，其特征在于：步骤一中，一号内层薄壳(13)、二号内层薄壳(14)、三号内层薄壳(15)和四号内层薄壳(16)之间的缝隙通过防水胶带封闭；步骤二中，外层薄壳(2)和内层薄壳(3)与亚克力垫板(5)的连接处也通过防水胶带封闭。