[發明專利]盾構隧道同步注漿試驗用模擬系統及其試驗方法

無效

• 申請號: 201210592006.3
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103913289A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 白云;吳世明;戴志仁;寇磊
• 申請（專利權）人: 同濟大學;杭州運河隧道有限公司
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

1.一種盾構隧道同步注漿試驗用模擬系統，其特征在于：包括模型土、模型漿液和同步注漿模擬試驗平臺；模型漿液通過同步注漿模擬試驗平臺被注入模型土中；

所述的同步注漿模擬試驗平臺包括土箱、數據采集系統、加載系統、盾構推進控制系統、模擬盾構機、壓力傳感器和注漿系統；模擬盾構機、模型土設置于土箱中，盾構推進控制系統推動模擬盾構機向前掘進過程中，通過加載系統對模型土施加荷載，同時注漿系統將模型漿液注入模型土，通過壓力傳感器測得模型土的壓力變化。

2.根據權利要求1所述的盾構隧道同步注漿試驗用模擬系統，其特征在于：所述的模擬盾構機包括模擬管片、模擬盾殼、推進液壓缸、注漿管路、盾尾密封圈、盾尾空隙、右端蓋上連接桿、右端蓋下連接桿、左端蓋、右端蓋、導向桶、拉桿、左限位鋼管、右限位鋼管；

所述導向桶通過兩根固定連接在土箱兩側的左限位鋼管、右限位鋼管固定在土箱中，其左側開口端用螺栓與左端蓋連接，右側開口端緊密套在左端開口、右端封閉的模擬盾殼外側；模擬盾殼右端與焊接在土箱上的右端蓋上連接桿、右端蓋下連接桿搭接；模擬盾殼與推進液壓缸的拉桿采用螺栓連接，模擬盾殼緊密地套在左端封閉右端開口的模擬管片外側，通過推進液壓缸的拉桿實現沿導向桶內壁和模擬管片外壁進行軸向滑移；模擬管片右端與右端蓋用螺栓固定；推進液壓缸的缸體與左端蓋采用螺栓固定，右端固定在模擬盾殼左封閉端上；利用注漿管路將模型漿液注入盾尾空隙，盾尾密封圈設于模擬盾殼的右端，并沿整個環向布置，用以隔絕盾尾空隙內漿液沿著模擬盾殼與模擬管片之間的間隙滲漏。

3.根據權利要求1所述的盾構隧道同步注漿試驗用模擬系統，其特征在于：

所述的注漿系統包括注漿控制系統、上路注漿泵、下路注漿泵、上路漿液桶、下路漿液桶、第一注漿孔、第二注漿孔、第三注漿孔、第四注漿孔、第一球閥、第二球閥、第三球閥、第四球閥、左限位鋼管、右限位鋼管、第一注漿管、第二注漿管、第三注漿管、第四注漿管；

第一注漿孔、第二注漿孔、第三注漿孔、第四注漿孔、沿模擬盾殼右端面均勻布置，第一注漿孔與第一球閥通過第一注漿管路相連，第二注漿孔與第二球閥通過第二注漿管路相連，第一注漿管路和第一注漿管路由上部注漿泵控制，第三注漿孔與第三球閥通過第三注漿管路相連，第四注漿孔與第四球閥通過第四注漿管路相連，第三注漿管路和第四注漿管路由下部注漿泵控制。

4.根據權利要求3所述的盾構隧道同步注漿試驗用模擬系統，其特征在于：

所述注漿泵為能夠調節漿液的流量的螺桿計量泵；或/和，

所述注漿孔的數量為所述注漿泵數量的兩倍，每一條所述注漿管路中都設置一個所述球閥。

5.根據權利要求1所述的盾構隧道同步注漿試驗用模擬系統，其特征在于：

所述的壓力傳感器包括水土壓力傳感器和襯砌壓力傳感器；襯砌壓力傳感器設置于模擬管片的外筒壁內，沿模擬管片環向均勻設置有多個襯砌壓力傳感器，用以量測盾尾空隙內的漿液壓力；沿隧道周圍模型土中設置有多個水土壓力傳感器，用以量測模擬盾殼掘進過程中地層水土壓力的變化情況。

6.運用權利要求1所述盾構隧道同步注漿試驗用模擬系統的試驗方法，其特征在于：包括：

1）、配制模型土；

2）、配制模型漿液；

3）、構建盾構—土體—漿液的相似系統，進行不同注漿位置、不同注漿孔以及不同注漿量分配比例的同步注漿試驗。

7.根據權利要求6所述的試驗方法，其特征在于：步驟1）中所述模型土的配置，按照等土體重度、粘聚力、壓縮模量、摩擦角與含水量主要參數對應的相似比進行換算，利用室內壓縮試驗、直接剪切試驗配置符合相似比要求的模型土；或/和，

模型土的主要原料為粉質粘土、重晶石粉、雙飛粉與膨潤土，試驗時，首先對室內一定上覆荷載作用下特定含水量的土體進行密度測試，得到在多大的上覆荷載下固結多長時間才能得到所要的土體密度，再對該密度的土樣試驗，直至它的粘聚力、摩擦角與壓縮模量達到相似比要求。