[發(fā)明專利]無工作井盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)同步注漿模擬試驗平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310143410.7
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103206229A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣華欽;何曉;莊欠偉;吳兆宇;朱敏明;陸曉華;楊正;彭世寶;陳實;徐天明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海盾構(gòu)設(shè)計試驗研究中心有限公司;上海城建（集團(tuán)）公司;上海隧道工程股份有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于無工作井隧道盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工的模擬試驗裝置，具體涉及的是一種無工作井盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)同步注漿模擬試驗平臺，屬于隧道建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對于地下隧道施工技術(shù)的研究有很多方式，如理論分析等，而試驗方法也是一種非常重要的科學(xué)方法，例如通過模擬試驗的方法來研究盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)在地下隧道施工過程中的特性、土體的特性以及機(jī)土之間的相互作用關(guān)系。目前國內(nèi)外一些企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)都建立相關(guān)的實驗室以設(shè)計建造相應(yīng)模擬試驗臺來進(jìn)行這一特定的工程模擬試驗，如上海隧道工程股份有限公司就研制了大型盾構(gòu)掘進(jìn)模擬試驗平臺以進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工試驗。

一般的盾構(gòu)施工中，盾構(gòu)向前推進(jìn)，盾構(gòu)尾部內(nèi)用成型管片完成隧道的砌襯，當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)向前推進(jìn)時，盾尾就同時前進(jìn)而在土體與管片砌襯之間留下了建筑間隙。為了有效地控制周圍土體的變形和地面沉降，保證隧道的穩(wěn)定，這時就要采用漿液按照預(yù)定壓力和注漿量同步均勻地注入管片壁后，充填盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)在盾尾后側(cè)產(chǎn)生的建筑間隙，即進(jìn)行同步注漿。采用無工作井盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)法進(jìn)行地下隧道的施工過程，不同于一般的隧道施工方法，盾構(gòu)機(jī)施工無需工作井，直接從地表起推。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的頭部向前方土層掘進(jìn)，傾斜向下進(jìn)入土層，達(dá)到指定深度后開始向前推進(jìn)，推進(jìn)完成后傾斜向上推出土層。在進(jìn)入土層時，盾構(gòu)機(jī)會由零覆土逐漸變?yōu)槿餐粒煌瞥鐾翆訒r，盾構(gòu)機(jī)會由全覆土逐漸變?yōu)榱愀餐痢＿@就需要對不同覆土情況下的注漿情況進(jìn)行研究。同步注漿是隧道盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工中的一道重要工序，它是降低管片偏移、防止土體變形、控制地面沉降和減少隧道后期變形的重要手段，因此同步注漿應(yīng)達(dá)到及時、均勻、足量的要求。同步注漿的質(zhì)量受到漿液種類、注漿壓力、注漿流量等諸多因素影響，在無工作井盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)法中，還要考慮到不同覆土情況下對注漿的影響。如何采用合適的工藝參數(shù)和方法以達(dá)到最佳的同步注漿效果，滿足不同覆土下的注漿要求，是隧道盾構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域中的重要課題，這一課題的研究只單純地通過理論分析方法進(jìn)行是不夠的，試驗研究是解決這一技術(shù)課題的必不可少的重要方法。

現(xiàn)有技術(shù)中我們找到了中國專利ZL201010134780.0《盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)同步注漿模擬實驗平臺》，該專利所述注漿模擬裝置主要包括土箱、模擬管片、模擬盾尾、推進(jìn)液壓缸、導(dǎo)向桶、透明外桶、土壓傳感器、攝像頭和注漿泵；導(dǎo)向桶軸線水平地固接于土箱的左側(cè)壁上，透明的模擬管片同軸地套置于透明外桶中且與土箱的右側(cè)壁固接，模擬盾尾同軸地套置于模擬管片的外周且能夠沿導(dǎo)向桶的內(nèi)管壁和模擬管片的外筒壁進(jìn)行軸向滑移，其筒壁內(nèi)設(shè)置有注漿孔，推進(jìn)液壓缸能夠帶動模擬盾尾往復(fù)運動。

對于盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)同步注漿模擬試驗而言，上述現(xiàn)有注漿模擬裝置存在有如下不足：

1、該注漿模擬裝置只能模擬土體的單一覆土同步注漿過程，而無法模擬無工作井盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入土層和推出土層過程中不同覆土下的注漿過程。

2、不能監(jiān)測土表位移——該注漿模擬設(shè)備只安裝了土壓傳感器，沒有安裝地表位移計，不能測量土表位移。

3、不能用真實的漿液進(jìn)行試驗——盾尾間隙進(jìn)行了模擬比的縮小，間隙較小不能用真實的漿液進(jìn)行試驗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無工作井盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)同步注漿模擬試驗平臺，其能夠同時模擬不同工況下盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)時同步注漿的全過程，尤其能夠模擬不同深度覆土狀況下的注漿情況，從而為研究不同工藝參數(shù)對無工作井盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)時同步注漿效果的影響提供了條件。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來解決其技術(shù)問題的：

一種無工作井盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)同步注漿模擬試驗平臺，其包括大型下沉式綜合試驗臺、模擬管片、模擬盾尾、連接法蘭、橫梁、圓形洞門、液壓缸、注漿泵、土壓力盒和地表位移計，其中，大型下沉式綜合試驗臺為沉入地下的方形混凝土結(jié)構(gòu)，其包括有自左向右依次排列的始發(fā)井、填土井和接收井，該始發(fā)井與填土井之間的井壁上和接收井與填土井之間的井壁上各設(shè)置有一洞口，圓形洞門安裝在所述始發(fā)井的洞口上，連接法蘭安裝在所述接收井的洞口上，模擬管片和模擬盾尾均為圓筒狀構(gòu)件，其相互同軸套置地安裝在所述填土井內(nèi)并被覆蓋上深度不同的土體，模擬管片的最右端通過連接法蘭與所述接收井的井壁固定連接，其最左端的內(nèi)壁上固定安裝液壓缸，模擬盾尾穿過圓形洞門套置于模擬管片的外周且能夠沿模擬管片的外壁進(jìn)行軸向滑移，該模擬盾尾設(shè)有貫通前后的注漿管道及與該注漿管道相連的注漿孔，橫梁固定連接于模擬盾尾的最左端，注漿泵連接所述注漿管道，土壓力盒設(shè)置于模擬管片的筒壁和土體中，地表位移計設(shè)置于所述土體的表面。