[發明專利]針對盾構作業泥漿的多用途試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 202210765471.6
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115200833B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王發民;沈理斌;曾垂剛;劉常利;張浩;楊振興;楊光明;李鳳遠;韓偉鋒;呂乾乾;翟乾智;熊擁軍;張繼超;孫飛祥;王利明
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;盾構及掘進技術國家重點實驗室
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 鄭州久信知識產權代理事務所(普通合伙) 41194
• 代理人: 靳錦

本發明涉及與盾構作業適配的泥漿分析設備領域，特別是一種針對盾構作業泥漿的多用途試驗裝置及試驗方法。旨在提供一種盾構泥漿的分析設備，可以從事多項試驗，得出多組數據，便于輔助實際工況進行注漿管道距離設計，注漿速度，漿液比例調配。本發明包括試驗土箱、所述試驗土箱的下方設置位移機構，所述試驗土箱的上方設置實現頂部密封或開啟的加壓板，所述加壓板上安裝加壓機構，所述試驗土箱上對應的位置安裝測量機構，所述測量機構包括泥水控制部件、壓力檢測部件；所述加壓機構連接泵站以實現加壓動力源，所述加壓板上設泥漿管出口，所述試驗土箱的底部設廢液管入口；所述加壓板安裝在試驗支架上，所述試驗支架上還設有加壓板鎖定部件，所述加壓板由可視化材料制成。

技術領域

0001.本發明與盾構作業適配的泥漿分析設備領域，特別是一種針對盾構作業泥漿的多用途試驗裝置及試驗方法。

背景技術

0002.頂管施工中注漿作用機理為：一是起潤滑作用，將頂進管道與土體之間的干摩擦變為濕摩擦，減小頂進時的摩擦阻力；二是起填補和支撐作用，漿液填補施工時管道與土體之間產生的空隙，同時在注漿壓力下，減小土體變形，使隧道變的穩定。

0003.現場施工時照片，每節（1.5m寬）管節上都設計有十幾個注漿孔，所有注漿孔通過管路連接，施工的時候確定好注漿壓力、注漿量和注漿時間等參數后開始注漿，注漿不是持續進行的，本次注漿完成后，等隧道往前挖一定距離（10m或者其他長度）后再進行注漿，補充泥漿在管節運動過程中的消耗。

0004.所以，工作過程中，注漿孔間距、注漿壓力、注漿時間對注漿效果影響較大，注漿孔間距過大、壓力過小、時間過短，相鄰注漿孔之間的泥漿均不能對管節外壁形成全覆蓋，導致管節與地層相互運動時摩擦阻力大，影響施工效率，嚴重時引起隧道上部的土產生移動變形，地表的路面或者建筑物產生破壞。如果注漿孔間距過小，則需增加注漿孔數量，進而增加管路復雜程度，增加成本和施工難度；注漿壓力過大、注漿時間過長則泥漿會擊穿地層，與地表貫通，泥漿直接從地表冒出，造成路面和建筑物損壞。

0005.綜上所述，泥漿的注漿參數（注漿壓力、注漿時間、注漿量、注漿孔直徑）及減阻性能對泥漿發揮上述兩個作用至關重要。而現階段中的注漿減磨試驗，無論是以公開的論文還是專利，多模擬過程中對盾構設備和管片的影響，并非通過對漿液的分析得出結果，造成模擬設備大，成本高，針對性過強使用范圍窄的缺點。

發明內容

0006.本發明的目的就是為了解決現有技術中的試驗裝備獲取的泥漿參數單一的問題。本發明中包含多個試驗項目，目的就是要獲得泥漿在在不同注漿參數、不同地層下的擴散范圍及減阻效果。

0007.本發明的具體方案是：

設計一種針對盾構作業泥漿的多用途試驗裝置，包括試驗土箱、所述試驗土箱的下方設置位移機構，所述試驗土箱的上方設置實現頂部密封或開啟的加壓板，所述加壓板上安裝加壓機構，所述試驗土箱上對應的位置安裝測量機構，所述測量機構包括泥水控制部件、壓力檢測部件；所述加壓機構連接泵站以實現加壓動力源，所述加壓板上設泥漿管出口，所述試驗土箱的底部設廢液管入口；所述加壓板安裝在試驗支架上，所述試驗支架上還設有加壓板鎖定部件，所述加壓板由可視化材料制成。

0008.具體實施中，所述加壓板鎖定部件包括安裝在所述試驗支架頂部的頂緊螺栓。

0009.具體實施中，所述位移機構包括位于底部的工字鋼支架，安裝在工字鋼支架上的至少跟固定軌和一根限位規，所述固定軌的上方滑動安裝移動軌，所述固定軌和移動軌間設有帶約束的移動副連接，還設有定位銷孔，所述試驗土箱上設有4個固定耳，所述固定耳與所述移動軌間經由定位銷連接，所述限位規上設V型槽，試驗土箱所連接的驅動元件安裝在所述V型槽內，所述驅動元件包括動力電機，動力電機輸出軸連接的驅動輪與所述限位規間設置摩擦輪傳動或齒輪齒條傳動。