[發(fā)明專利]一種模擬盾構(gòu)地下對接的注漿加固試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110523376.0
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113310849B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳星欣;何明高;尹清鋒;王春河;程躍勝;莊全貴;施燁輝;郭力群;程荷蘭;張海榮
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué);中建交通建設(shè)集團(tuán)有限公司;福州地鐵集團(tuán)有限公司;南京坤拓土木工程科技有限公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01J5/48
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本發(fā)明提供了一種模擬盾構(gòu)地下對接的注漿加固試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，包括第一盾構(gòu)機(jī)、第二盾構(gòu)機(jī)、第一注漿系統(tǒng)及第二注漿系統(tǒng)；所述第一盾構(gòu)機(jī)及第二盾構(gòu)機(jī)均依次包括盾尾、中盾、前盾、氣閘及刀盤；所述第一盾構(gòu)機(jī)與第二盾構(gòu)機(jī)同軸設(shè)置，且所述第一盾構(gòu)機(jī)的刀盤與所述第二盾構(gòu)機(jī)的刀盤間隔距離相對設(shè)置；應(yīng)用本技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)對于復(fù)雜滲流條件下盾構(gòu)對接的注漿加固，效果顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模擬盾構(gòu)地下對接的注漿加固試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

單條隧道因?yàn)榫€路長、趕工期、下穿江河湖海、地面無設(shè)置豎井條件等原因采取相向推進(jìn)、地下對接、棄殼解體的技術(shù)成為一個(gè)新的發(fā)展趨勢。目前國際上盾構(gòu)相向掘進(jìn)對接施工的方法分為兩種形式，直接式對接和輔助式對接。直接式對接利用可伸縮刀盤減少刀盤直徑并緩慢收回刀盤，同時(shí)將存儲在盾殼內(nèi)的插入環(huán)伸出，使之進(jìn)入另一臺盾構(gòu)預(yù)留接受槽內(nèi)，其對接精度要求很高。輔助式對接分為注漿加固和冷凍加固法，采用注漿加固法加固地層時(shí)，一般是兩臺盾構(gòu)機(jī)首先同時(shí)進(jìn)入預(yù)設(shè)的對接區(qū)域，然后各自進(jìn)行地層注漿加固，之后再掘進(jìn)至注漿加固交匯段進(jìn)行對接貫通，最后依次拆除盾殼內(nèi)部構(gòu)件。

申請?zhí)枮镃N201310185114.3的中國專利公開了一種適用于盾構(gòu)地中對接的凍結(jié)加固模擬試驗(yàn)方法及裝置，其通過凍結(jié)裝置將試驗(yàn)箱中兩固定盾殼周圍土體進(jìn)行凍結(jié)加固，模擬采用冷凍法加固地層的輔助式對接法施工過程。其盾構(gòu)地下對接模擬過程較為簡單，沒有對卸壓開倉以及刀盤拆除過程中掌子面的穩(wěn)定性展開研究。另一方面，對于采用注漿加固法的盾構(gòu)地下對接的研究還鮮有報(bào)道。為了直接觀測注漿加固地層時(shí)漿液的流動(dòng)擴(kuò)散范圍時(shí)，申請?zhí)枮镃N201710193946.8的中國專利采用透明土以及激光片源進(jìn)行可視化模擬，但是透明土通常是由無定型硅或熔融石英砂混合相應(yīng)的孔隙流體制備而成，難以還原真實(shí)地層(如黏土地層)的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種模擬盾構(gòu)地下對接的注漿加固試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)對于復(fù)雜滲流條件下盾構(gòu)對接的注漿加固，效果顯著。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種模擬盾構(gòu)地下對接的注漿加固試驗(yàn)裝置，包括第一盾構(gòu)機(jī)、第二盾構(gòu)機(jī)、第一注漿系統(tǒng)及第二注漿系統(tǒng)；所述第一盾構(gòu)機(jī)及第二盾構(gòu)機(jī)均依次包括盾尾、中盾、前盾、氣閘及刀盤；所述第一盾構(gòu)機(jī)與第二盾構(gòu)機(jī)同軸設(shè)置，且所述第一盾構(gòu)機(jī)的刀盤與多數(shù)第二盾構(gòu)機(jī)的刀盤間隔距離相對設(shè)置；

所述第一注漿系統(tǒng)包括第一空壓機(jī)、第一輸壓管、第一壓力表、第一儲存罐及第一注漿管；所述第二注漿系統(tǒng)包括第二空壓機(jī)、第二輸壓管、第二壓力表、第二儲存罐及第二注漿管；所述第一輸壓管的兩端分別連通所述第一空壓機(jī)及第一儲存罐，所述第一壓力表與所述第一儲存罐連接，所述第一儲存罐連通所述第一注漿管；所述第二輸壓管的兩端分別連通所述第二空壓機(jī)及第二儲存罐，所述第二壓力表與所述第二儲存罐連接，所述第二儲存罐連通所述第二注漿管；所述第一注漿管由所述第一盾構(gòu)機(jī)伸入至所述第一盾構(gòu)機(jī)與第二盾構(gòu)機(jī)之間，所述第二注漿管由所述第一盾構(gòu)機(jī)伸入至所述第二盾構(gòu)機(jī)的上方；

還包括水平滲流模擬裝置，所述水平滲流模擬裝置包括第三空壓機(jī)、第三輸壓管、第三儲存罐、多通閥、軟管及廢液收集箱；所述第三輸壓管的兩端分別連通第三空壓機(jī)及第三儲存罐，所述第三儲存罐連接有第三壓力表；所述第三儲存罐通過多通閥連接有多個(gè)軟管；所述軟管連接廢液收集箱。

在一較佳的實(shí)施例中，還包括監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括質(zhì)子熱成像探測儀、土壓傳感器、濁液儀和應(yīng)變片。

在一較佳的實(shí)施例中，所述質(zhì)子熱成像探測儀包括電磁波發(fā)射接收天線、數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換裝置及成像顯示器；所述電磁波發(fā)射接收天線連接數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換裝置，所述數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換裝置連接所述成像顯示器。

在一較佳的實(shí)施例中，所述第一盾構(gòu)機(jī)及第二盾構(gòu)機(jī)的刀盤與前盾之間還依次設(shè)置有第二封閉門及第一封閉門；所述第一封閉門的不同高度處分別設(shè)置有土壓傳感器；所述第一封閉門、刀盤及前盾、中盾及盾尾組成土倉室，所述土壓傳感器用于檢測土倉室內(nèi)的不同高度處的土壓力值。