[實用新型]一種盾構機下穿已有盾構隧道模擬裝置

有效

• 申請號: 201920284516.1
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN210087322U
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 洪勇;王陸陽
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D11/08;G09B25/00
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 萬桂斌

本實用新型對盾構隧道施工現場模擬過程復雜，成本過高的問題，提供一種盾構機下穿已有盾構隧道模擬裝置，屬于隧道工程領域。該模擬裝置包括模型箱、加載梁、千斤頂、鋼套筒及盾構管片模型；模型箱的頂部開口，開口處設置頂板，頂板與模型箱的內壁滑動連接；頂板上設置千斤頂，千斤頂上設置加載梁；模型箱內設置盾構隧道模型，盾構隧道模型的外壁上設置土壓力盒和應變片，盾構隧道模型的外側環向分布位移計；盾構隧道模型的下方模型箱上對稱設置始發口和接收口，圓孔的中心連線與盾構隧道模型的軸線十字交叉；鋼套筒的外徑與盾構管片模型的外徑相同且小于始發口和接收口。該模擬裝置可簡潔有序的模擬盾構機下穿已有盾構隧道施工全過程的關鍵步驟。

技術領域

本實用新型屬于城市地鐵、公路隧道等采用盾構法施工的管片襯砌結構隧道工程領域，具體涉及一種盾構機下穿已有盾構隧道模擬裝置。

背景技術

隨著城市建設的不斷發展，地上空間已經不能滿足一些大城市的交通需求，許多地下隧道正在積極建設，盾構法相較于其他開挖方法更加安全和高效，而盾構機垂直下穿已有盾構隧道的情況也越來越多，盾構垂直下穿已有隧道時存在很大的安全隱患，會造成原有盾構隧道位移變化和支護結構受力變形等問題。對此過程進行模擬有助于分析施工過程中的問題從而降低實際施工過程的風險。但盾構隧道施工現場模擬過程復雜，成本過高。因此有必要展開室內模型模擬。

目前，有些研究模擬了盾構機下穿時對上部建(構)筑物位移和變形造成的影響。但是在進行模型試驗時由于千斤頂的力直接加載到模型表面并且上述研究建(構)筑物在地層表面建設，因此進行模擬實驗時地表應力難以符合實際情況，盾構機所在的地層應力難以有效的被模擬。而本實用新型的盾構隧道模型和盾構機開挖處都在地層較深處，可根據盾構隧道埋深直接調節千斤頂的壓力，而不必考慮地表壓力的誤差。目前仍然沒有一套針對盾構機下穿已有盾構隧道模擬裝置被開發出來。

發明內容

針對盾構機垂直下穿已有盾構隧道時存在很大的安全隱患，盾構隧道施工現場模擬過程復雜，成本過高的上述問題，本實用新型提供一種盾構機下穿已有盾構隧道模擬裝置，省去了盾構模型的復雜裝置，可以簡潔有序的模擬盾構機下穿已有盾構隧道施工全過程的關鍵步驟，符合工程實際，并且操作簡單。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種盾構機下穿已有盾構隧道模擬裝置，包括內部填充模型土的模型箱、加載梁、千斤頂、鋼套筒及盾構管片模型；所述模型箱的頂部開口，開口處設置頂板，頂板與模型箱的內壁滑動連接；頂板上設置千斤頂，千斤頂上設置加載梁；

模型箱內設置盾構隧道模型，盾構隧道模型的外壁上設置土壓力盒和應變片，盾構隧道模型的外側環向分布有位移計；

盾構隧道模型的下方模型箱上對稱開有兩個大小相同的圓孔，分別作為模擬盾構機開挖的始發口和接收口，圓孔的中心連線與盾構隧道模型的軸線呈十字交叉狀；

所述盾構管片模型之間用石膏連接成環；

鋼套筒的外徑與盾構管片模型的外徑相同且小于始發口和接收口的直徑。

進一步的，所述千斤頂為三個，千斤頂與頂板接觸面的形心的位置在盾構隧道模型軸線的正上方，兩個千斤頂對稱設置在頂板的邊緣處，一個設置在頂板的中心處。

進一步的，所述模型箱的材質為透明的亞克力材料。

進一步的，所述模型土為砂土。

進一步的，所述盾構隧道模型為石膏材料制成。