[实用新型]一种室内顶管模拟装置

说明书

一种室内顶管模拟装置，包括顶推机构、切土机构，所述顶推机构设有导轨机构，所述顶推机构通过所述导轨机构输出连接所述切土机构，所述切土机构内置于所述导轨机构，所述切土机构包括顶管机头、纠偏机构，所述顶管机头设有开孔，所述顶管机头与所述导轨机构内壁设有间隙，所述间隙用于设置所述纠偏机构，所述纠偏机构内壁与所述顶管机头外侧适应设置。本方案中，通过顶推机构提供顶推作用力，通过导轨机构将作用力传递到切土机构上，其中，本实用新型通过在切土机构设置开孔，用于清理切土的土体，避免土体表面不必要的拱起和松动，影响最终的测试效果，同时增加了纠偏机构，可以进一步限制纠正切土机构在运行时的切土方向。

技术领域

本实用新型涉及室内顶管挖土模拟测试领域，具体涉及一种一种室内顶管模拟装置。

背景技术

在这个土地资源利用紧张且人口迅速增长的社会，使得我们对地下城市空间寄与更大的希望。现在地下岩土工程的开发技术日益娴熟，但由此发生的意外事故问题也成为了一个焦点。近几年来，无论是盾构开挖还是顶管开挖，掌子面失稳事故、地面坍塌事故及从而影响的周边建筑物倾斜事故时有发生。由于顶管法具有小体积、施工方便且综合成本低等优点，被广泛应用于地下工程的开发中。为了较好的预测土体的沉降规律和开挖面塌陷趋势，减少工程中出现的一些重大施工问题，对室内试验的模型装置的探索尤为重要。

目前对于兼容掌子面稳定性和顶进全过程和同时考虑的顶管施工室内模拟试验装置较少，且小型试验系统更少。大比尺物理模型试验不仅需要比较大的试验平台，且所需设备也较多，从而综合成本也高。针对以上的不足，亟需探索一种小型顶管施工法，研发其对应的试验装置，建立其适用的监测系统及方法，进行考虑掌子面稳定性及顶管掘进全过程的模拟分析，研究其施工过程中地表的位移变化情况，具有重要的意义。

实用新型内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种室内顶管模拟装置，以解决顶进过程中切土机构偏离和土体、浆液外泄的问题。

本发明采取的技术方案是，一种室内顶管模拟装置，包括顶推机构、切土机构，所述顶推机构设有导轨机构，所述顶推机构通过所述导轨机构输出连接所述切土机构，所述切土机构内置于所述导轨机构，所述切土机构包括顶管机头、纠偏机构，所述顶管机头设有开孔，所述顶管机头与所述导轨机构内壁设有间隙，所述间隙用于设置所述纠偏机构，所述纠偏机构内壁与所述顶管机头外侧适应设置。本方案中，通过顶推机构提供顶推作用力，通过导轨机构将作用力传递到切土机构上，从而转化为切土机构切土的作用力，其中，本实用新型通过在切土机构设置开孔，用于清理切土的土体，避免土体表面不必要的拱起和松动，影响最终的测试效果，同时增加了纠偏机构，这种纠偏机构可以是在切土机构运行方向上对应的导轨机构开口处设置，也可以是在一种对应装载了模型实验土体的试验箱中对应的切土开口处，可以进一步限制纠正切土机构在运行时的切土方向。

优选的，所述顶管机构为半圆结构的刀盘，所述刀盘设有第一开孔、第二开孔，两个第一开孔设于半圆结构的两侧，所述第一开孔的直径小于所述半圆结构的半径，两个第二开孔设于两个第一开孔之间，远离所述半圆结构圆心的第二开孔直径大于靠近所述圆心的第二开孔。为增加切土顶进时对切除土体的清理，本方案进一步增加了在刀具上的开孔结构，由于刀具使用过程中，位于半圆两侧且靠近直径的内部刀具组织靠近切土的一侧切除的土体往往会更加多，因此增加位于两侧的第一开孔，同时，为进一步增加清理效率，本实用新型进一步在两个第一开孔之间的第二开孔，第二开孔根据其靠近直径的距离设置不同大小，较近的第二开孔较小，交院的第二开孔比较大，一方面是兼容第一开孔的设置，增加了距离直径远端的切土土体清理效率，进一步减小了切土顶进时导轨顶进的摩擦阻力。

进一步的，所述第一开孔、所述第二开孔为圆型开孔，所述圆型开孔与所述半圆结构外壁相切或远离。本方案中，采用了圆型的开孔孔壁结构，有利于土壤的清理，减少其残留在孔壁的可能，同时，设置了开孔与刀具外侧之间的结构，这种相离或相切的设置，可以完整地保留刀具外侧的尖峰结构，减少对切土功能的影响，增加切土的效率。