一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置，包括一內(nèi)部填充有模型土的模型槽，用于在模型槽內(nèi)掘進(jìn)施工的模型盾構(gòu)機(jī)、前端可拆卸的連接模型盾構(gòu)機(jī)后端的鋼套筒、連接在鋼套筒后端的頂推裝置，模型槽包括始發(fā)口和接收口，接收口設(shè)置有凸形蓋板；該模擬方法通過(guò)將盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)與管片拼裝、同步注漿的過(guò)程分離并依次進(jìn)行模擬，避免多項(xiàng)模擬步驟相互干擾。本實(shí)用新型專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單，所需試驗(yàn)操作人員少，將盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工、盾構(gòu)隧道管片拼裝、同步注漿完全分開，從而可以精細(xì)、有序地模擬盾構(gòu)隧道施工全過(guò)程的各關(guān)鍵步驟；省去了模型盾構(gòu)機(jī)復(fù)雜的裝置，節(jié)省了模型試驗(yàn)成本；為盾構(gòu)隧道施工研究提供更加可靠與有效的模型試驗(yàn)方法。

A Fine Simulating Device for Shield Tunnel Construction

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置
本技術(shù)屬于盾構(gòu)隧道
，具體涉及一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置。
技術(shù)介紹
盾構(gòu)隧道施工過(guò)程復(fù)雜，需要研究的因素眾多。因此有必要展開室內(nèi)模型試驗(yàn)。但是現(xiàn)有技術(shù)方案中的盾構(gòu)機(jī)模擬裝置需要同時(shí)進(jìn)行管片拼裝，同涉注漿等，試驗(yàn)操作人員多，難以有條不紊地進(jìn)行試驗(yàn)。例如技術(shù)專利“一種用于模擬城市地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道施工的室內(nèi)模型盾構(gòu)機(jī)”（公開號(hào)CN101398986A）中公開的模型盾構(gòu)機(jī)具有復(fù)雜的管片拼裝系統(tǒng)、頂推千斤頂裝置，并可以進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整。復(fù)雜的裝置不僅使模型盾構(gòu)機(jī)的制造成本高，且盾構(gòu)施工的多項(xiàng)關(guān)鍵步驟需要同時(shí)進(jìn)行，如盾構(gòu)掘進(jìn)施工、模型盾構(gòu)隧道拼裝施工、注漿施工等，在模型盾構(gòu)機(jī)施工過(guò)程中所需要試驗(yàn)人員多，且模型盾構(gòu)隧道難以根據(jù)相似關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)與拼裝。因此難以精細(xì)化地研究盾構(gòu)隧道施工的多個(gè)關(guān)鍵步驟。因此，需要對(duì)盾構(gòu)隧道施工的模擬裝置及模擬方法進(jìn)行改進(jìn)，克服難以精細(xì)化模擬的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置，本技術(shù)的方案通過(guò)將盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)與管片拼裝、同步注漿的過(guò)程分離并依次進(jìn)行模擬，避免多項(xiàng)模擬步驟相互干擾，提高了盾構(gòu)隧道施工的模擬精度。本技術(shù)目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置，其特征在于，包括一內(nèi)部填充有模型土的模型槽，用于在所述模型槽內(nèi)掘進(jìn)施工的模型盾構(gòu)機(jī)、前端可拆卸的連接所述模型盾構(gòu)機(jī)后端的鋼套筒、連接在所述鋼套筒后端的頂推裝置，所述模型槽包括始發(fā)口和接收口，所述接收口設(shè)置有凸形蓋板；所述精細(xì)化模擬裝置還包括模型盾構(gòu)隧道和模擬注漿裝置。所述模型盾構(gòu)機(jī)前部具有切削土體的刀盤，以及將切削至土艙內(nèi)的渣土帶出的螺旋輸送機(jī)，所述刀盤和所述螺旋輸送機(jī)均具有相應(yīng)的動(dòng)力裝置，且可以對(duì)所述動(dòng)力裝置的輸出扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)量測(cè)的測(cè)試元件；所述模型盾構(gòu)隧道的端部設(shè)置有端部卡件，所述端部卡件還連接一縱向限位裝置。所述模擬注漿裝置包括密封裝置和注漿設(shè)備，所述密封裝置包括設(shè)置在所述接收口外緣與所述模型盾構(gòu)隧道端部之間的密封套、設(shè)置在所述鋼套筒前端的密封片，所述注漿設(shè)備的注漿管道連通所述密封套與所述密封片之間的區(qū)域。所述模型槽內(nèi)的模型土中填埋若干測(cè)試元件，所述接收口還設(shè)置有可拆卸的所述凸形蓋板，所述始發(fā)口設(shè)置有與所述模型槽連接的始發(fā)臺(tái)架，所述接收口設(shè)置有與所述模型槽連接的接收臺(tái)架，所述模型槽內(nèi)供所述模型盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)通過(guò)位置的底部設(shè)置有用于引導(dǎo)所述模型盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的導(dǎo)向軌。所述鋼套筒的長(zhǎng)度比在所述模型槽內(nèi)穿越方向的長(zhǎng)度大50-80cm，所述模型盾構(gòu)機(jī)、所述鋼套筒及所述頂推裝置均通過(guò)內(nèi)法蘭連接，在開始模擬盾構(gòu)掘進(jìn)施工前均設(shè)置在所述始發(fā)臺(tái)架上。一種涉及任一所述的盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置的模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：模型槽安裝，在所述模型槽的接收口位置固定好凸形蓋板，在所述模型槽的始發(fā)口固定始發(fā)臺(tái)架，并在所述始發(fā)臺(tái)架依次連接模型盾構(gòu)機(jī)、鋼套筒、頂推裝置，所述模型盾構(gòu)機(jī)的刀盤置于所述始發(fā)口位置，所述頂推裝置與所述始發(fā)臺(tái)架固定，待以上工作準(zhǔn)備就緒后在所述模型槽上填筑模型土與布設(shè)相關(guān)測(cè)試元件；步驟2：所述模型盾構(gòu)機(jī)從所述始發(fā)口掘進(jìn)至所述模型槽的接收口，同時(shí)對(duì)所述模型盾構(gòu)機(jī)施工過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行量測(cè)，待所述模型盾構(gòu)機(jī)前端進(jìn)入所述凸形蓋板內(nèi)后，安裝接收臺(tái)架，并將所述凸形蓋板拆除；步驟3：利用所述頂推裝置頂推所述鋼套筒以使所述模型盾構(gòu)機(jī)移到所述接收臺(tái)架上，當(dāng)所述鋼套筒前端超出所述接收口25-40cm后，拆除所述模型盾構(gòu)機(jī)；步驟4:將所述模型盾構(gòu)隧道從所述接收口放入所述鋼套筒內(nèi)，并進(jìn)行縱向固定，再安裝模擬注漿裝置；步驟5：收縮所述頂推裝置以將所述鋼套筒的前端拉回至所述始發(fā)口，同時(shí)所述模擬注漿裝置對(duì)所述模型盾構(gòu)隧道與所述模型槽中的所述模型土之間的區(qū)域注漿，并對(duì)注漿施工的參數(shù)進(jìn)行量測(cè)；步驟6：待注漿材料凝固后，取出并拆除所述鋼套筒，利用所述模型盾構(gòu)隧道進(jìn)行試驗(yàn)。所述步驟1包括以下步驟：在所述始發(fā)口架設(shè)所述始發(fā)臺(tái)架，并與所述模型槽進(jìn)行固定；采用所述凸形蓋板將所述接收口封閉，在所述模型槽內(nèi)模型盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)通過(guò)位置的底部架設(shè)導(dǎo)向軌；將所述模型盾構(gòu)機(jī)、所述鋼套筒、所述頂推裝置依次連接并架設(shè)在所述始發(fā)臺(tái)架上，所述模型盾構(gòu)機(jī)的刀盤置于所述始發(fā)口的位置；向所述模型槽內(nèi)填埋模型土并埋設(shè)相關(guān)測(cè)試元件。所述步驟2中包括以下步驟：所述模型盾構(gòu)機(jī)在所述頂推裝置的推動(dòng)下從所述始發(fā)口掘進(jìn)至所述接收口的凸形蓋板內(nèi)；在所述接收口架設(shè)所述接收臺(tái)架，并與模型槽進(jìn)行固定，將所述接收口的所述凸形蓋板取下；所述頂推裝置推動(dòng)所述模型盾構(gòu)機(jī)向前移動(dòng)至所述接收臺(tái)架上。所述步驟4包括以下步驟：將所述模型盾構(gòu)隧道從所述接收口放入所述鋼套筒中，并通過(guò)與所述接收臺(tái)架連接的限位裝置將所述模型盾構(gòu)隧道進(jìn)行縱向位移固定，在所述鋼套筒位于所述密封套的一側(cè)安裝密封片，將注漿設(shè)備的注漿管道連通至所述密封套及所述密封片之間的區(qū)域中，在所述接收口的外緣和所述模型盾構(gòu)隧道邊緣之間設(shè)置密封套。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單，所需操作人員少，將盾構(gòu)掘進(jìn)施工、盾構(gòu)隧道管片拼裝、同步注漿完全分開，從而可以精細(xì)、有序地模擬盾構(gòu)隧道施工全過(guò)程的關(guān)鍵步驟；省去模型盾構(gòu)機(jī)復(fù)雜的裝置，節(jié)省了模型試驗(yàn)成本；為盾構(gòu)隧道施工研究提供更加可靠與有效的模型試驗(yàn)方法。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)實(shí)施例中模擬盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)前的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)實(shí)施例中模擬盾構(gòu)機(jī)、鋼套筒頂推裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本技術(shù)實(shí)施例中模擬盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本技術(shù)實(shí)施例中模擬盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)至蓋板位置處時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本技術(shù)實(shí)施例中取下蓋板后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本技術(shù)實(shí)施例中模擬盾構(gòu)機(jī)頂出模型槽時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本技術(shù)實(shí)施例中拆除模擬盾構(gòu)機(jī)后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本技術(shù)實(shí)施例中安裝模型盾構(gòu)隧道和模擬注漿裝置后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本技術(shù)實(shí)施例中設(shè)置模擬注漿裝置時(shí)的局部放大圖；圖10為本技術(shù)實(shí)施例中模擬注漿施工時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本技術(shù)實(shí)施例中模擬注漿施工時(shí)的局部放大圖；圖12為本技術(shù)實(shí)施例中鋼套筒拉出至始發(fā)口時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本技術(shù)實(shí)施例中完成模擬注漿施工后的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本技術(shù)的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：如圖1-13，圖中標(biāo)記1-7分別為：模型槽1、模型土11、始發(fā)口12、接收口13、始發(fā)臺(tái)架14、接收臺(tái)架15、凸形蓋板16、模型盾構(gòu)機(jī)2、鋼套筒3、頂推裝置4、模型盾構(gòu)隧道5、端部卡件52、縱向限位裝置53、模擬注漿裝置6、密封套61、密封片62、注漿管道63、內(nèi)法蘭7。實(shí)施例：如圖1-13所示，本實(shí)施例具體涉及一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置及方法，通過(guò)將盾構(gòu)機(jī)挖掘與管片拼裝、管道注漿的過(guò)程分離并依次進(jìn)行模擬，避免多項(xiàng)模擬步驟相互干擾，提高了盾構(gòu)隧道施工的模擬精度。如圖1-13所示，盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置包括一內(nèi)部填充有模型土11的模型槽1，用于在模型槽1內(nèi)掘進(jìn)的模型盾構(gòu)機(jī)2、前端可拆卸的連接模型盾構(gòu)機(jī)2后端的鋼套筒3、連接在鋼套筒3后端的頂推裝置4，模型槽1包括始發(fā)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置，其特征在于，包括一內(nèi)部填充有模型土的模型槽，用于在所述模型槽內(nèi)掘進(jìn)施工的模型盾構(gòu)機(jī)、前端可拆卸的連接所述模型盾構(gòu)機(jī)后端的鋼套筒、連接在所述鋼套筒后端的頂推裝置，所述模型槽包括始發(fā)口和接收口，所述接收口設(shè)置有凸形蓋板；所述精細(xì)化模擬裝置還包括模型盾構(gòu)隧道和模擬注漿裝置。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置，其特征在于，包括一內(nèi)部填充有模型土的模型槽，用于在所述模型槽內(nèi)掘進(jìn)施工的模型盾構(gòu)機(jī)、前端可拆卸的連接所述模型盾構(gòu)機(jī)后端的鋼套筒、連接在所述鋼套筒后端的頂推裝置，所述模型槽包括始發(fā)口和接收口，所述接收口設(shè)置有凸形蓋板；所述精細(xì)化模擬裝置還包括模型盾構(gòu)隧道和模擬注漿裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置，其特征在于，所述模型盾構(gòu)機(jī)前部具有切削土體的刀盤，以及將切削至土艙內(nèi)的渣土帶出的螺旋輸送機(jī)，所述刀盤和所述螺旋輸送機(jī)均具有相應(yīng)的動(dòng)力裝置，且可以對(duì)所述動(dòng)力裝置的輸出扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)量測(cè)的測(cè)試元件；所述模型盾構(gòu)隧道的端部設(shè)置有端部卡件，所述端部卡件還連接一縱向限位裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道施工的精細(xì)化模擬裝置，其特征在于，所述模擬注漿裝置包括密封裝置和注漿...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃大維，馮青松，劉林芽，雷曉燕，張鵬飛，羅錕，馬曉川，唐柏贊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華東交通大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：江西,36