[实用新型]一种盾构隧道施工的精细化模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种盾构隧道施工的精细化模拟装置，包括一内部填充有模型土的模型槽，用于在模型槽内掘进施工的模型盾构机、前端可拆卸的连接模型盾构机后端的钢套筒、连接在钢套筒后端的顶推装置，模型槽包括始发口和接收口，接收口设置有凸形盖板；该模拟方法通过将盾构机掘进与管片拼装、同步注浆的过程分离并依次进行模拟，避免多项模拟步骤相互干扰。本实用新型的优点是：操作简单，所需试验操作人员少，将盾构机掘进施工、盾构隧道管片拼装、同步注浆完全分开，从而可以精细、有序地模拟盾构隧道施工全过程的各关键步骤；省去了模型盾构机复杂的装置，节省了模型试验成本；为盾构隧道施工研究提供更加可靠与有效的模型试验方法。

技术领域

本实用新型属于盾构隧道技术领域，具体涉及一种盾构隧道施工的精细化模拟装置。

背景技术

盾构隧道施工过程复杂，需要研究的因素众多。因此有必要展开室内模型试验 。但是现有技术方案中的盾构机模拟装置需要同时进行管片拼装，同涉注浆等，试验操作人员多，难以有条不紊地进行试验。例如实用新型专利“一种用于模拟城市地铁区间盾构隧道施工的室内模型盾构机”（公开号CN101398986A）中公开的模型盾构机具有复杂的管片拼装系统、顶推千斤顶装置，并可以进行盾构姿态调整。复杂的装置不仅使模型盾构机的制造成本高，且盾构施工的多项关键步骤需要同时进行，如盾构掘进施工、模型盾构隧道拼装施工、注浆施工等，在模型盾构机施工过程中所需要试验人员多，且模型盾构隧道难以根据相似关系进行设计与拼装。因此难以精细化地研究盾构隧道施工的多个关键步骤。

因此，需要对盾构隧道施工的模拟装置及模拟方法进行改进，克服难以精细化模拟的问题。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种盾构隧道施工的精细化模拟装置，本实用新型的方案通过将盾构机掘进与管片拼装、同步注浆的过程分离并依次进行模拟，避免多项模拟步骤相互干扰，提高了盾构隧道施工的模拟精度。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种盾构隧道施工的精细化模拟装置，其特征在于，包括一内部填充有模型土的模型槽，用于在所述模型槽内掘进施工的模型盾构机、前端可拆卸的连接所述模型盾构机后端的钢套筒、连接在所述钢套筒后端的顶推装置，所述模型槽包括始发口和接收口，所述接收口设置有凸形盖板；所述精细化模拟装置还包括模型盾构隧道和模拟注浆装置。

所述模型盾构机前部具有切削土体的刀盘，以及将切削至土舱内的渣土带出的螺旋输送机，所述刀盘和所述螺旋输送机均具有相应的动力装置，且可以对所述动力装置的输出扭矩进行实时量测的测试元件；所述模型盾构隧道的端部设置有端部卡件，所述端部卡件还连接一纵向限位装置。

所述模拟注浆装置包括密封装置和注浆设备，所述密封装置包括设置在所述接收口外缘与所述模型盾构隧道端部之间的密封套、设置在所述钢套筒前端的密封片，所述注浆设备的注浆管道连通所述密封套与所述密封片之间的区域。

所述模型槽内的模型土中填埋若干测试元件，所述接收口还设置有可拆卸的所述凸形盖板，所述始发口设置有与所述模型槽连接的始发台架，所述接收口设置有与所述模型槽连接的接收台架，所述模型槽内供所述模型盾构机设计通过位置的底部设置有用于引导所述模型盾构机掘进的导向轨。

所述钢套筒的长度比在所述模型槽内穿越方向的长度大50-80cm，所述模型盾构机、所述钢套筒及所述顶推装置均通过内法兰连接，在开始模拟盾构掘进施工前均设置在所述始发台架上。

一种涉及任一所述的盾构隧道施工的精细化模拟装置的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：模型槽安装，在所述模型槽的接收口位置固定好凸形盖板，在所述模型槽的始发口固定始发台架，并在所述始发台架依次连接模型盾构机、钢套筒、顶推装置，所述模型盾构机的刀盘置于所述始发口位置，所述顶推装置与所述始发台架固定，待以上工作准备就绪后在所述模型槽上填筑模型土与布设相关测试元件；