[實(shí)用新型]隧道上浮模型試驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820152007.5
• 申請(qǐng)日: 2008-08-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201241707Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林家祥;巴雅吉乎;謝彬;黃均龍;楊方勤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海隧道工程股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/00
• 分類(lèi)號(hào): E21D9/00;E21D11/04
• 代理公司: 上海新天專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 祖志翔

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及用于隧道工程技術(shù)領(lǐng)域的試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種隧道上浮模型試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)法隧道施工可適用于各類(lèi)軟土地層及硬巖地層，自從第一條運(yùn)用盾構(gòu)法的隧道成功施工以來(lái)，世界各國(guó)建造了數(shù)以千計(jì)的各種直徑、各種用途的盾構(gòu)法隧道，近二十年來(lái)，盾構(gòu)法隧道在各種隧道工程中的發(fā)展應(yīng)用更是日新月異，其圓形隧道的直徑也在不斷增大。施工期隧道的抗浮穩(wěn)定性除了與隧道的覆土深度、地下水位、土層特性等客觀因素有關(guān)以外，還與隧道掘進(jìn)施工時(shí)的同步注漿的注漿壓力、漿液的材料特性、漿液強(qiáng)度、建筑空隙的充填度、盾構(gòu)的推進(jìn)速度以及隧道開(kāi)挖時(shí)對(duì)周?chē)馏w的撓動(dòng)程度等主觀因素有關(guān)。

在圓形隧道的盾構(gòu)法施工過(guò)程中，“隧道上浮”問(wèn)題是關(guān)系到隧道施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)，由于現(xiàn)場(chǎng)施工工況條件復(fù)雜，結(jié)構(gòu)受力不明確，因此現(xiàn)行的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范也沒(méi)有對(duì)此類(lèi)施工問(wèn)題在設(shè)計(jì)階段給出明確的規(guī)定，國(guó)內(nèi)至今還沒(méi)有合適的計(jì)算理論和結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，因而目前均采用模型試驗(yàn)方法來(lái)研究“隧道上浮”問(wèn)題。

目前，公知的研究隧道上浮的模型試驗(yàn)裝置主要是將樹(shù)脂玻璃制作的模擬隧道襯砌管片放置在裝有漿液的矩形或圓形容器中，通過(guò)觀察模擬隧道襯砌管片在不同配比的漿液中的上浮情況來(lái)進(jìn)行模擬研究實(shí)體隧道襯砌管片在施工中的隧道上浮規(guī)律。然而這類(lèi)公知的模型試驗(yàn)裝置存在有一定的不足，其主要缺點(diǎn)是：裝有漿液的容器一般較小，只能裝入單種材料(如漿液)，從而無(wú)法模擬隧道處于外圍為土體的漿液中的狀態(tài)；而且裝有漿液的試驗(yàn)容器一般為敞開(kāi)式或簡(jiǎn)易封閉式，其強(qiáng)度較低，不能對(duì)其內(nèi)部的漿液進(jìn)行加壓，從而無(wú)法模擬深覆土層的工況條件；此外模擬隧道襯砌管片的直徑也比較小(一般不大于150mm)，因而試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)體隧道襯砌管片在施工中的實(shí)際情況誤差比較大。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有隧道上浮模型試驗(yàn)裝置模擬工況單一、結(jié)果誤差較大的缺陷，提供一種隧道上浮模型試驗(yàn)裝置，其模型土箱內(nèi)能夠根據(jù)要求裝入漿液、土體和水等多種介質(zhì)材料，并能對(duì)內(nèi)部加壓，同時(shí)模擬隧道襯砌管片也盡可能放大直徑，從而使試驗(yàn)裝置能夠更好地逼近不同工況條件下實(shí)體隧道的實(shí)際上浮狀態(tài)。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

一種隧道上浮模型試驗(yàn)裝置，包括有模擬隧道襯砌管片、位移計(jì)、模擬土箱和隔艙，所述模擬土箱為一能夠加壓的中空密封容器，其內(nèi)部能夠容置土體和水，所述位移計(jì)固定于模擬土箱的內(nèi)部，所述隔艙放置于模擬土箱內(nèi)，其上部和下部敞口且內(nèi)部能夠容置漿液，所述模擬隧道襯砌管片放置于隔艙內(nèi)，其能夠改變重量以模擬不同的隧道實(shí)體。

本實(shí)用新型所述隧道上浮模型試驗(yàn)裝置的模擬土箱包括有頂蓋和箱體；所述頂蓋上設(shè)置有加壓閥、卸壓閥、壓力表和安全閥，其密封地蓋置于所述箱體上部；所述箱體的底部放置于一底座上，其內(nèi)壁的上部固定有一位移計(jì)橫梁，所述位移計(jì)固定于該位移計(jì)橫梁上，該箱體內(nèi)壁的下部固定有二用以擱置所述隔艙和模擬隧道襯砌管片的定位架，其內(nèi)壁的中上部粘貼有標(biāo)尺，該箱體外壁的上部設(shè)有二帶閥進(jìn)出水接管和二引出線接管；該模擬土箱能夠加壓的最大壓力值為0.5Mpa。所述隧道上浮模型試驗(yàn)裝置的模擬隧道襯砌管片為一圓筒形密封容器，最大直徑達(dá)到750mm，其上部連接有位移計(jì)引出桿、進(jìn)出水接管和通氣接管，該位移計(jì)引出桿與位移計(jì)橫梁上的位移計(jì)位置相對(duì)應(yīng)，該位移計(jì)的數(shù)據(jù)線由箱體上的二引出線接管引出箱體外，該進(jìn)出水接管通至模擬隧道襯砌管片內(nèi)腔的底部，該通氣接管通至模擬隧道襯砌管片內(nèi)腔的頂部，二連接軟管分別將進(jìn)出水接管和通氣接管與所述箱體外壁上部的二帶閥進(jìn)出水接管相連接。

與現(xiàn)有隧道上浮模型試驗(yàn)裝置相比較，本實(shí)用新型所述的隧道上浮模型試驗(yàn)裝置具有最大直徑達(dá)到750mm的模擬隧道襯砌管片，減小試驗(yàn)結(jié)果的誤差，更好地模擬施工實(shí)際情況；此外，所述隧道上浮模型試驗(yàn)裝置中的隔艙內(nèi)部能夠容置漿液、模擬土箱內(nèi)部能夠容置土體和水且能夠加壓至0.5MPa，從而可以更好地模擬在不同土體、不同漿液、不同深度覆土條件，尤其是深覆土條件等復(fù)雜工況中實(shí)體隧道襯砌管片的浮動(dòng)狀態(tài)，為研究隧道上浮問(wèn)題提供有效的參考數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的箱體立面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的箱體平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的模擬隧道襯砌管片結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：