The invention discloses a visual test device and method for detecting grouting effect in shield tunnel construction, in which transparent soil for simulating stratum is installed in the plexiglass box body; the cutter head of shield machine is set at the front end of shield machine shell and driven by driving system; the front end of hydraulic jack is connected with driving system to simulate the pushing process of shield machine, and the back end acts on shield segment to simulate the shield machine. The extrusion effect of segments; shield segments are assembled by circular and longitudinal staggered joints through assembly system to simulate the connection and interaction between segments; the back wall grouting is carried out by synchronous grouting system, and the secondary grouting is carried out by secondary grouting holes reserved on shield segments through secondary grouting system. The invention provides a visual external environment for the test, which can directly observe the state of grout seepage and condensation, and considers the process of pushing, segment assembling and secondary grouting in construction, so as to analyze the influence of each construction process on grouting.
【技术实现步骤摘要】
一种可视化的盾构隧道施工注浆效果检测试验装置和方法
本专利技术涉及构隧道施工检测
,具体为一种可视化的盾构隧道施工注浆效果检测试验装置和方法。
技术介绍
随着城市化进程越来越快,地下空间建设已经得到了快速的发展,盾构法隧道施工为地下空间建设提供保证。盾构法施工过程中,盾构机械在地下推进,推进时依靠刀盘切削土体,后方千斤顶作用在已拼装管片上加压顶推前进,盾构机外壳与管片支承周围围岩压力。由于盾构机外壳与拼装管片间存在间隙,需要掘进时候注入浆液填充空隙。注浆效果直接影响管片稳定情况,在隧道施工过程中正是其最需要关心的时期,同时同步注浆浆液有一定的初凝时间,而在其达到初凝并形成一定强度的时间范围内,盾构掘进仍在进行,由于施工对其造成的影响也是需要关注的。因此需要针对施工过程中注浆效果进行研究,这对于隧道稳定及后期运营安全都有非常重要的意义。研究注浆效果时,需要进行理论研究、数值模拟与大量室内模型试验。而由于壁后注浆的特殊性,在施工现场无法直观观测浆液在壁后的流动固结情况,难以展开相关试验,因此必须在室内进行试验研究,才能为盾构隧道开挖提供理论指导。目前,对于盾构隧道注浆效果的研究,主要由理论研究、数值模拟与室内试验:1)专利权人为河海大学,中国专利申请号201610223266.1与201620299444.4,介绍了一种模拟泥水盾构泥浆在地层中渗透的试验装置。该装置包括玻璃箱体、溢流槽、模型刀盘、法兰盘、排泥阀等,可以在玻璃箱体中装入透明土制备的模拟地层,在玻璃圆筒中注入试验泥浆,进行渗透试验,可以观测泥浆在地层中的渗透形态,同时可以模拟不同刀盘开口率下 ...
【技术保护点】
1.一种可视化的盾构隧道施工注浆效果检测试验装置,其特征在于,包括有机玻璃箱体(1)和盾构机模拟系统;有机玻璃箱体(1)内装有用于模拟地层的透明土(2),盾构机模拟系统包括盾构机刀盘(3)、盾构机外壳(5、液压千斤顶(7)和盾构管片(9);盾构机刀盘(3)设置于盾构机外壳(5)前端,并由驱动系统(6)驱动从有机玻璃箱体(1)一侧预留的孔洞掘进;液压千斤顶(7)前端连接驱动系统(6),模拟盾构的顶推过程,后端作用于盾构管片(9),模拟对盾构管片(9)的挤压作用;所述盾构管片(9)通过拼装系统(20)进行环向和纵向错缝拼装,模拟管片间的连接以及相互作用;还包括同步注浆系统(8)与二次注浆系统(12),通过同步注浆系统(8)进行壁后注浆,通过二次注浆系统(12)由盾构管片(9)上预留的二次注浆孔(11)进行二次注浆。
【技术特征摘要】
1.一种可视化的盾构隧道施工注浆效果检测试验装置,其特征在于,包括有机玻璃箱体(1)和盾构机模拟系统;有机玻璃箱体(1)内装有用于模拟地层的透明土(2),盾构机模拟系统包括盾构机刀盘(3)、盾构机外壳(5、液压千斤顶(7)和盾构管片(9);盾构机刀盘(3)设置于盾构机外壳(5)前端,并由驱动系统(6)驱动从有机玻璃箱体(1)一侧预留的孔洞掘进;液压千斤顶(7)前端连接驱动系统(6),模拟盾构的顶推过程,后端作用于盾构管片(9),模拟对盾构管片(9)的挤压作用;所述盾构管片(9)通过拼装系统(20)进行环向和纵向错缝拼装,模拟管片间的连接以及相互作用;还包括同步注浆系统(8)与二次注浆系统(12),通过同步注浆系统(8)进行壁后注浆,通过二次注浆系统(12)由盾构管片(9)上预留的二次注浆孔(11)进行二次注浆。2.根据权利要求1所述的可视化的盾构隧道施工注浆效果检测试验装置,其特征在于,所述盾构管片(9)内壁沿环向布置有多个管片位移传感器(23),内壁对应的布置有多个应变片及压力盒(22),用于对管片间相对位移以及管片与浆液、地层间的作用力进行测量。3.根据权利要求1所述的可视化的盾构隧道施工注浆效果检测试验装置,其特征在于,还包括通过注水管(17)向透明土中注水的水箱(15),通过设置在注水管(17)上的阀门(16)调节模拟不同水压。4.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:漆泰岳,梁孝,晋智毅,覃少杰,陈桂龙,张劲,黄晓东,钱王苹,雷波,
申请(专利权)人:西南交通大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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