[實用新型]盾構開挖與土體沉降監測模擬試驗平臺

有效

• 申請號: 201922138032.9
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN210919057U
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 江華;程晉國;李宏亮;江玉生;李繼東;王高敏;戈瑋;趙亮;唐飛鵬;馮一帆;李加恒
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）;北京城建軌道交通建設工程有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D11/10;G01N33/24;G01C5/00
• 代理公司: 北京領科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11690
• 代理人: 艾變開

本實用新型涉及一種盾構開挖與土體沉降監測模擬試驗平臺，包括箱體、開挖模擬系統和土體沉降監測系統，所述開挖模擬系統安裝于所述箱體內，包括內置鋼圓筒，該內置鋼圓筒外圍均勻間隔布置若干個與其同心的環形隔板，相鄰環形隔板之間安裝與該內置鋼圓筒同心的外環水層和內環水層；所述土體沉降監測系統包括至少一排單點位移計。本實用新型至少能夠模擬盾構施工開挖間隙、盾尾間隙充填情況對地層沉降的控制效果，進一步能夠研究盾構開挖引起土體的沉降規律，以及對土體沉降監測結果進行修正并研究修正規律。該平臺制作組裝方便，可拆除重復利用。

技術領域

本實用新型涉及盾構施工技術領域，尤其涉及一種盾構開挖與土體沉降監測模擬試驗平臺。

背景技術

地鐵隧道施工采用盾構法時控制沉降的重要措施之一是進行注漿充填，目前幾乎絕大多數工程中采用的是盾尾間隙充填，很少考慮開挖間隙充填，而開挖間隙引起的地層沉降效應在對沉降要求高的工程不容忽視。盾構施工引起地層位移的高精度、自動化監測是盾構穿越重大風險源實現微擾動和微沉降控制的重要保證，目前實際工程中越來越多地開展地層深層位移監測。目前對于深層位移監測采用較多的是磁環式位移計、多點位移計、單點位移計，無論是那種監測設備，都需要在地層中打孔、埋入設備并且回填砂進行監測?，F場鉆孔超深，即鉆孔深度超過設計深度，超深部分回填砂與原狀土有很大差異，這種情況下位移計實際監測的是深孔套筒內回填砂層的沉降值，而非該位置原地層的實際沉降。

為了弄清盾構開挖間隙和盾尾間隙充填程度對地層沉降的控制效果，為了消除回填砂與周圍地層的沉降差異，或者為了數值仿真模擬中建立起充填程度與充填材料彈性模量之間的對比關系，設計一種既能模擬盾構掘進注漿充填，又能進行深層土體沉降監測修正的相似模擬實驗平臺至關重要。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有的技術的不足，提供一種盾構開挖與土體沉降監測模擬試驗平臺及模擬試驗方法，其至少能夠模擬盾構施工開挖間隙、盾尾間隙充填情況對地層沉降的控制效果，進一步能夠研究盾構開挖引起土體的沉降規律，以及對土體沉降監測結果進行修正并研究修正規律。該平臺制作組裝方便，可拆除重復利用。

本實用新型提供一種盾構開挖與土體沉降監測模擬試驗平臺，包括箱體、開挖模擬系統和土體沉降監測系統，其中：

所述箱體內填充原狀土；

所述開挖模擬系統安裝于所述箱體內，包括內置鋼圓筒，該內置鋼圓筒作為開挖模擬系統的承載基礎，其外圍均勻間隔布置若干個與其同心的環形隔板，相鄰環形隔板之間安裝與該內置鋼圓筒同心的外環水層和內環水層，外環水層設置有連通其內部的注水孔和注漿孔，內環水層設置有連通其內部的注水孔；

所述土體沉降監測系統包括至少一排單點位移計，所述單點位移計埋設于所述原狀土體內。

作為一種改進，所述箱體采用上部敞口的三維鋼板土箱，土箱左右側板各開一條豎向滑槽，用于放置所述內置鋼圓筒的兩端，使得所述內置鋼圓筒能夠在所述豎向滑槽內上下滑動，從而調整所述開挖模擬系統的布置高度。

作為一種改進，所述豎向滑槽配置有豎向滑槽封板，用于封閉內部填土。

作為一種改進，所述土體沉降監測系統包括第一排單點位移計和第二排單點位移計，第一排單點位移計周圍用原狀土回填，第二排單點位移計孔的超深段用試驗土回填。

作為一種改進，所述第一排單點位移計和第二排單點位移計分別用單點位移計固定桿安裝固定于所述箱體的上部。

作為一種改進，所述第一排單點位移計和第二排單點位移計分別設置有多個單點位移計，且各個單點位移計的埋設深度不同。

作為一種改進，所述環形隔板的間隔距離為盾構隧道模擬管片的寬度。

作為一種改進，所述開挖模擬系統的內置鋼圓筒的兩端通過支撐橫桿固定在試驗高度。