[實用新型]模擬土壓平衡盾構施工過程的試驗裝置

有效

• 申請號: 201320784012.9
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN203595613U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張曉清;張孟喜;李磊;李林;邱成春;王有成
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本實用新型涉及一種軟土地區隧道施工過程的模型試驗裝置，應用于模擬盾構隧道開挖試驗，得出最佳的盾構施工參數。

背景技術

土壓平衡盾構隧道施工是一種暗挖隧道施工方法，其施工過程為：盾構刀盤前方土體經切削進入土艙，渣土在土艙內經固定攪拌棒充分攪拌混合后具備施工中所需塑性狀態，當土體充滿土艙時，其被動土壓與掘削面上的土、水壓基本相同，故掘削面實現平衡。與此同時，在螺旋出土器與土艙之間形成壓力梯度，使渣土經螺旋出土器順利排出。盾構機每推進一環距離，就在盾尾支護下拼裝一環襯砌，并及時向盾尾后的襯砌環外周空隙中壓注漿體，以防止隧道及地面下沉，上述步驟重復完成后即可實現盾構機地持續掘進。可見，盾構隧道掘進施工是一個復雜動態變化的過程，施工參數差異對盾構隧道施工能否順利、安全實施具有重大意義。

目前，一些土壓平衡盾構施工過程模型試驗只能模擬原型盾構局部施工過程，對于管片拼裝支護甚至注漿都未能很好實施。近年來，國內外眾多學者在土壓平衡式盾構掘進模型試驗方面進行了大量的研究。1984年，以森麟教授為首的日本早稻田大學研究組研制了模型土壓平衡盾構機掘進裝置，該裝置為一半截面模型盾構機，由推進機構、切削機構和出土機構組成；2006年，朱合華、徐前衛等以相似關系為理論基礎，采用????????????????????????????????????????????????模型盾構開展了軟土地層下的掘進模型試驗，取得了一些研究成果；2012年，何川等以我國城市地鐵區間盾構隧道工程為背景，按比例縮小制作成模型盾構機，完成了土壓平衡盾構掘進過程的相似模型試驗。但上述實驗中，有的未模擬盾尾管片拼裝和盾尾脫環等施工過程，有的推進過程也是基于手動方式實現，存在較大操作誤差，更沒有考慮盾構開挖過程中姿勢糾正、襯砌剛度的折減等因素的影響，沒有實現完整意義上的掘進模擬。故現有的盾構掘進模型試驗系統都不能真正意義上真實、方便地模擬土壓平衡盾構施工過程，從而影響軟土地區城市盾構隧道建設的正常進行。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，并提供一種模擬土壓平衡盾構施工過程的試驗裝置，該試驗裝置不但能在試驗過程中更方便、更有效地模擬盾構隧道施工中對已開挖隧道段的支護，也可僅在使用一個旋轉驅動裝置的情況下，完成刀盤的切削與螺旋出土器正常排土的同時進行，并且能夠使該掘進系統很好地沿既定軸線推進，能有效地防止超挖現象的產生。該裝置能為工程建設提供準確、真實的試驗數據，以保障軟土地區城市盾構隧道建設的順利進行。

為達到上述發明創造目的，本實用新型采用下述技術方案：