[實用新型]使用凹凸榫調控管片錯臺的模擬系統

有效

• 申請號: 202023212460.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN213749412U
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 馮千珂;張軍偉;李雪;郭亮
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/06;G01N3/02;G01B21/02
• 代理公司: 成都四合天行知識產權代理有限公司 51274
• 代理人: 周建;王記明

本實用新型公開了一種使用凹凸榫調控管片錯臺的模擬系統，包括模型單元、管片錯臺模擬單元、位移監測單元和凹凸榫調控單元；模型單元包括由多個管片模型拼接形成的盾構隧道模型；管片錯臺模擬單元包括錯臺模擬裝置；位移監測單元包括安裝在盾構隧道模型上的多個位移數據采集裝置；凹凸榫調控單元包括凹榫、凸榫、凸榫槽、推桿和連接孔，與現有技術相比，本實用新型提供的模擬系統能模擬使用凹凸榫調控管片錯臺機制，從而為凹凸榫調控管片錯臺提供參考和有效建議，有效避免因管片錯臺導致的管片碎裂、滲漏問題的發生。

技術領域

本實用新型涉及隧道施工領域，具體是使用凹凸榫調控管片錯臺的模擬系統。

背景技術

隨著我國城市化進程推進，地鐵建設迅猛發展，盾構隧道在城市地鐵中得到廣泛應用。管片結構是盾構隧道的重要結構，但是，由于管片上超量控制不當、盾構千斤頂行程差控制不當等多種原因盾構管片不可避免地會產生錯臺問題。管片錯臺是指管片拼裝后同一環相鄰管片或者相鄰環管片之間內弧面不平整的現象，前者稱為環向錯臺，后者稱為縱向錯臺，在實際工程中管片縱向錯臺占全部管片錯臺的90％左右。管片錯臺極易導致管片發生碎裂、滲漏問題，管片碎裂不僅會降低隧道的防水性能，更有甚者能夠降低管片結構的受力性能，影響工程質量，給地鐵的施工運營帶來極大的經濟、安全風險。因此，盾構隧道中管片縱向錯臺問題是必須妥善處理的問題。解決盾構管片縱向錯臺問題最有效的方法就是增大環間的抗剪強度，在管片環間設置凹凸榫能夠有效增大環間的抗剪強度。如果能掌握得到凹凸榫對管片縱向錯臺的調控機制，就能有效利用凹凸榫結構避免因管片縱向錯臺導致的管片碎裂、滲漏問題的發生，因此，如何得到凹凸榫對管片縱向錯臺的調控機制，為有榫盾構管片拼接施工提供可靠的技術建議和數據支持，成為有榫管片施工過程中亟待解決的重要任務。

在現有技術中，進行盾構施工時絕大多數的工程都是根據實際情況采取壁后高壓注漿方式來消除管片錯臺，但壁后高壓注漿對于管片縱向錯臺的調控效果非常微弱，且經濟成本高，注漿后質量難以保證。另外，部分工程采用有限元建立模型進行分析，但這種有限元分析方法理論性太強，并不能代替現實的盾構管片錯臺情況，往往通過人為引入技術參數，參考意義和應用價值不大，因此，亟需一種實驗室用系統來模擬實際工程中管片發生錯臺的過程以及凹凸榫調控管片錯臺的過程。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術針對在盾構隧道管片拼裝施工過程中無法預先得到凹凸榫結構對盾構管片縱向錯臺的調控機制，導致不能為凹凸榫調控盾構管片縱向錯臺提供參考和有效建議，進而導致難以預防管片錯臺導致的管片碎裂、滲漏等問題的不足，提供了一種使用凹凸榫調控管片錯臺的模擬系統，該模擬系統包括模型單元、管片錯臺模擬單元、位移監測單元和凹凸榫調控單元，通過模型單元模擬出盾構隧道拼接施工情況，通過管片錯臺模擬單元模擬盾構隧道的管片錯臺狀態，通過凹凸榫調控單元實現對盾構隧道內管片縱向錯臺的調節控制，并依靠位移監測系統對調控前后的縱向錯臺量進行測量，通過對測量數據的分析揭示凹凸榫對管片縱向錯臺的調控機制，從而為凹凸榫調控管片錯臺提供參考和有效建議，有效避免因管片縱向錯臺導致的管片碎裂、滲漏問題的發生。本實用新型還提供了使用凹凸榫調控管片錯臺的模擬系統的實驗方法。

本實用新型的目的主要通過以下技術方案實現：

使用凹凸榫調控管片錯臺的模擬系統，包括模型單元、管片錯臺模擬單元、位移監測單元和凹凸榫調控單元，其中：所述模型單元包括由多個管片模型拼接形成的盾構隧道模型；所述管片錯臺模擬單元包括錯臺模擬裝置，所述錯臺模擬裝置包括鼓風裝置，使用時通過控制鼓風裝置向盾構隧道模型吹風以模擬管片錯臺狀態；所述位移監測單元包括安裝在盾構隧道模型上的多個位移數據采集裝置；所述凹凸榫調控單元包括凹榫、凸榫、凸榫槽、推桿和連接孔，在每個管片模型的兩端均分別設有凹榫和凸榫槽，在每個管片模型內均開設有連接孔，且連接孔兩端開口端分別開設在凹榫底部和凸榫槽底面上，推桿一端滑動依次貫穿凹榫、連接孔并使其端部置于凸榫槽內，凸榫設置在推桿位于凸榫槽的端部，相鄰的兩個管片模型之間的凹榫和凸榫相互匹配。