[发明专利]软土地区地铁盾构隧道下穿既有隧道的模型试验装置

说明书

本发明涉及一种软土地区地铁盾构隧道平行下穿既有隧道的模型试验装置。本发明的目的是提供一种结构简单、制作方便、操作简便的软土地区地铁盾构隧道平行下穿既有隧道的模型试验装置。该装置具有模型箱，模型箱一端端面上制有一列或多列竖向布置的可开闭的始发孔，模型箱另一端端面上制有一列或多列竖向布置的可开闭的接受孔；模型箱内充填有软土，并在软土内置有作为既有隧道的盾构隧道模型Ⅰ，盾构隧道模型Ⅰ从始发孔延伸至接受孔；模型箱内、盾构隧道模型Ⅰ下方设盾构隧道模型Ⅱ，该盾构隧道模型Ⅱ上设有能驱动其从始发孔向接受孔移动的驱动机构；盾构隧道模型Ⅰ上安装有位移计、应变片和土压力盒。本发明适用于盾构隧道施工领域。

技术领域

本发明涉及一种软土地区地铁盾构隧道平行下穿既有隧道的模型试验装置，适用于盾构隧道施工领域。

背景技术

随着我国的经济发展，交通堵塞日益严重，许多城市特别是经济发达城市大力推动地铁作为公共交通手段，地铁隧道修建的环境也日益复杂，也出现了盾构平行下穿既有隧道的工程。盾构隧道平行下穿既有隧道可能造成原有隧道的管片、支护变形等问题造成损失，因此十分有必要在工程之前展开室内模型试验。

现有的隧道开挖模型试验装置中，有模拟单个隧道开挖对周围土体与上部结构的影响的实验装置；也有模拟垂直相交下穿既有隧道的实验装置，但目前还未有模拟新隧道平行下穿既有隧道的模型试验装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种结构简单、制作方便、操作简便的软土地区地铁盾构隧道平行下穿既有隧道的模型试验装置。

本发明所采用的技术方案是：一种软土地区地铁盾构隧道下穿既有隧道的模型试验装置，其特征在于：具有模型箱，模型箱一端端面上制有一列或多列竖向布置的可开闭的始发孔，模型箱另一端端面上制有一列或多列竖向布置的可开闭的接受孔；

所述模型箱内充填有软土，并在软土内置有作为既有隧道的盾构隧道模型Ⅰ，盾构隧道模型Ⅰ从始发孔延伸至接受孔；模型箱内、盾构隧道模型Ⅰ下方设盾构隧道模型Ⅱ，该盾构隧道模型Ⅱ上设有能驱动其从始发孔向接受孔移动的驱动机构；

所述盾构隧道模型Ⅰ上安装有位移计、应变片和土压力盒。

所述模型箱的两侧侧面采用便于观察模型箱内部状态的透明板材。

所述模型箱的两端端面及底板采用不锈钢板材制成，该模型箱的两侧侧面采用钢化玻璃，模型箱的端面及底板上制有与其侧面的钢化玻璃相适配的卡槽。

所述驱动机构具有金属杆，金属杆插装于所述盾构隧道模型Ⅱ内，该金属杆的靠近模型箱的接受孔端经钢丝穿过相应接受孔后接于模型箱外侧的传动定滑轮上，金属杆的另一端制有直径略大于盾构隧道模型Ⅱ内径的限位段。

所述模型箱内软土顶部设有向软土施加压力的载荷模块。

所述载荷模块具有压于所述模型箱内软土顶部的木顶板和若干压于木顶板上的砝码。

所述盾构隧道模型Ⅰ、Ⅱ均由盾构管片拼接而成，盾构管片采用石膏材料制成。

本发明的有益效果是：本发明中通过驱动机构带动盾构隧道模型Ⅱ从始发孔向接受孔移动，模拟隧道掘进，并可通过两端不同高度的始发孔和接受孔配合控制隧道掘进的角度，模拟多种情况下平行下穿的工程情况。本发明中盾构隧道模型Ⅰ的变形可通过钢化玻璃及位移计观察，结合土压力盒与应变片，较为直观地表现新掘进隧道对既有隧道的影响；上部载荷模块可模拟地面荷载和隧道上方土压力。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例1的始发孔端端面示意图。

图3为实施例1的接受孔端端面示意图。

图4为实施例1中钢化玻璃组块插入卡槽示意图。