一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置制造方法及图纸

一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，包括隧道管，所述隧道管前侧设置有由驱动装置控制的开挖刀盘，所述隧道管外表面设置有多层外包套，所述多层外包套与注浆装置相连。该模型试验装置做到将开挖和盾尾注浆相结合，通过动力系统带动开挖刀盘转动模拟开挖扰动，通过液压泵依次向各层外包套内注浆来模拟盾尾不同注浆量，并通过调整最外层液压大小，在保证注浆效果的同时，减小推进隧道管时对土体的人为扰动，很好地还原了现场盾构开挖注浆的过程。此模型试验装置可反复使用，易于操作，模拟精确度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置
本技术涉及一种地下岩土工程盾构模型试验技术，尤其是用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置。
技术介绍
随着国民经济的飞速发展，交通量日益扩大，为保护周边环境并满足交通需求，合理开发地下空间，建设地铁已是必然趋势。盾构法施工在地铁建设中得到了广泛应用，而在盾构开挖的过程中，开挖面直径大于管片外径，使管片与土体之间形成空隙，往往造成较大的地层变形，盾尾注浆能有效控制变形。在众多针对盾构施工过程的研究方法中，模型试验研究具有直观性的特点，因此可通过模型试验对盾构隧道开挖注浆进行模拟研究。目前现有的各项研究对盾构施工注浆进行了相关模型试验，能较好地模拟此过程。但对于同时模拟开挖和注浆，以及考虑分级注浆的盾构隧道开挖现象研究较少，难以精确反映注浆方式对开挖过程及周边环境的影响。因此有必要提出一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，为盾构开挖模型试验提供服务。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，该装置可以同时模拟开挖和注浆，并考虑分级注浆的盾构隧道开挖现象。本技术的技术方案在于：一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，包括隧道管，所述隧道管前侧设置有由驱动装置控制的开挖刀盘，所述隧道管外表面设置有多层外包套，所述多层外包套与注浆装置分别相连。进一步地，所述驱动装置包括一根从隧道管内穿过的驱动轴，所述驱动轴前端固定于开挖刀盘中心，所述驱动轴后侧设置有动力源。进一步地，所述开挖刀盘上设置有多组刀片，所述刀片斜向伸出开挖刀盘。进一步地，所述多层外包套内壁与隧道管外壁相粘合。进一步地，所述多层外包套沿径向由内至外分为多个注浆过程相互独立并且注浆厚度由内向外依次减小的层次，所述多层外包套沿纵向等距分段，每段紧密相连。进一步地，所述多层外包套外表面涂有润滑剂。进一步地，所述注浆装置包括注水管，所述注水管一端自隧道管内穿入多层外包套的各层各段，所述注水管另一端连接有液压泵。与现有技术相比较，本技术具有以下优点：该模型试验装置做到将开挖和盾尾注浆相结合，通过动力系统带动开挖刀盘转动模拟开挖扰动，通过液压泵依次向各层外包套内注浆来模拟盾尾不同注浆量，并通过调整最外层液压大小，在保证注浆效果的同时，减小推进隧道管时对土体的人为扰动，很好地还原了现场盾构开挖注浆的过程。此模型试验装置可反复使用，易于操作，模拟精确度较高。附图说明图1为整体模型示意图；图2为模型试验装置剖面图；图3为多层外包套与液压泵连接示意图；图中：1-开挖刀盘，2-驱动轴，3-隧道管，4-多层外包套，5-注水管，6-液压泵。具体实施方式为让本技术的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本技术并不限于此。参考图1-图3一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，包括隧道管3，所述隧道管前侧设置有由驱动装置控制的开挖刀盘1，所述隧道管外表面设置有多层外包套4，所述多层外包套与注浆装置分别相连。本实施例中，为模拟盾构机运行过程中产生的的振动等对土层的影响，所述驱动装置包括一根从隧道管内穿过的驱动轴2，所述驱动轴前端固定于开挖刀盘中心，所述驱动轴后侧设置有动力源。本实施例中，为了实现刀片对前方土层的切削，所述开挖刀盘上设置有多组刀片，所述刀片斜向伸出开挖刀盘与前进方向呈一定夹角，在开挖刀盘开挖过程中，通过隧道管沿前方开挖隧洞的跟进来模拟盾构管片的安装。本实施例中，所述多层外包套内壁与隧道管外壁相粘合，在加压填充后可以模拟衬砌管片外的注浆情况。本实施例中，为使不同注浆厚度互不影响，所述多层外包套沿径向由内至外分为三个注浆过程相互独立并且注浆厚度由内向外依次减小的层次，所述多层外包套沿纵向等距分段，每段紧密相连，可根据工况注浆量选择填充的层数与段数。本实施例中，为减小与土层间的摩擦，所述多层外包套外表面涂有润滑剂。本实施例中，为了模拟不同注浆效果，所述注浆装置包括注水管5，所述注水管一端自隧道管内穿入多层外包套的各层各段，所述注水管另一端连接有液压泵6。使用时，启动动力源，驱动开挖刀盘转动，每盾进一环即推动隧道管前进，在随隧道管进入土体之前，需将多层外包套外表面涂抹润滑液，每盾进一环即对新进入土体的外包套进行加压注浆，再次向前盾进时，通过对最外层外包套排液减压，以减小盾构隧道模型进入土体时土层材料间的摩擦。在模拟盾构注浆过程中，按需对不同层次的多层外包套分级加压注浆，以模拟不同注浆量的效果。以上所述仅为本技术的较佳实施例，凡依本技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，其特征在于，包括隧道管，所述隧道管前侧设置有由驱动装置控制的开挖刀盘，所述隧道管外表面设置有多层外包套，所述多层外包套与注浆装置分别相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，其特征在于，包括隧道管，所述隧道管前侧设置有由驱动装置控制的开挖刀盘，所述隧道管外表面设置有多层外包套，所述多层外包套与注浆装置分别相连。


2.根据权利要求1所述的一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，其特征在于，所述驱动装置包括一根从隧道管内穿过的驱动轴，所述驱动轴前端固定于开挖刀盘中心，所述驱动轴后侧设置有动力源。


3.根据权利要求1或2所述的一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，其特征在于，所述开挖刀盘上设置有多组刀片，所述刀片斜向伸出开挖刀盘。


4.根据权利要求1所述的一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦民，沈启炜，陈建，曹洋，邓涛，林向荣，
申请(专利权)人：中铁十八局集团第一工程有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13