一种模拟深海环境的管线盾构施工装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟深海环境的管线盾构施工装置，包括模拟土箱和高压舱，高压舱底部设有配重块，高压舱内设有竖直的隔离板，隔离板将高压舱分割为若干个相互独立的气腔，气腔的底部设有第一阀门，第一阀门均与第一连接管连通，第一连接管侧壁设有第一止回阀，端部设有第一连接头，海水从第一止回阀进入第一连接管，模拟土箱设有第二连接头，第一连接头与第二连接头可拆卸连接，第一连接头和第二连接头均设有第二阀门，第一阀门与控制系统连接，控制系统控制第一阀门逐个开启，且每次仅连通一个第一阀门。利用高压舱潜入深海装入超高压海水，再将超高压海水灌入在模拟土箱内，可以模拟出超高压的深海环境，为深海盾构施工提供模拟的实验环境。模拟的实验环境。模拟的实验环境。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟深海环境的管线盾构施工装置


[0001]本专利技术涉及模拟盾构施工装置
，特别涉及一种模拟深海环境的管线盾构施工装置。

技术介绍

[0002]盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
[0003]目前的模拟盾构施工主要是陆地或者浅海中，对深海的盾构施工缺乏相关的数据研究。例如公告号为CN100343485C的模拟盾构掘进机试验用的模拟土箱，在模拟土箱内实现22m深的多种典型地层的模拟，但是没有能够模拟深海环境。现有技术目前无法为深海环境下进行施工进行模拟，从而缺乏盾构掘进机的在深海地层适应性研究，无法确保盾构掘进机在深海环境应用之前能够得到可靠性的确认。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术在于提供一种模拟深海环境的管线盾构施工装置，利用高压舱潜入深海装入超高压海水，再将超高压海水灌入在模拟土箱内，可以模拟出超高压的深海环境，为深海盾构施工提供模拟的实验环境。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种模拟深海环境的管线盾构施工装置，包括模拟土箱和高压舱，所述高压舱底部设有配重块，所述高压舱内设有竖直的隔离板，所述隔离板将所述高压舱分割为若干个相互独立的气腔，所述气腔的底部设有第一阀门，所述第一阀门均与第一连接管连通，所述第一连接管侧壁设有第一止回阀，端部设有第一连接头，海水从所述第一止回阀进入所述第一连接管，所述模拟土箱设有第二连接头，所述第一连接头与第二连接头可拆卸连接，所述第一连接头和第二连接头均设有第二阀门，所述第一阀门与控制系统连接，所述控制系统控制所述第一阀门逐个开启，且每次仅连通一个所述第一阀门。
[0007]进一步的，所述第一阀门为电磁控制阀，所述控制系统为控制器，所述电磁控制阀与所述控制器信号连接。
[0008]进一步的，还包括加压舱，所述加压舱包括活塞筒、推水柱塞和推动机构，所述活塞筒一端设有开口，另一端设有第一封盖，所述推水活塞在所述活塞筒内滑动，所述第一封盖与推水柱塞之间构成加压水腔，所述加压水腔通过第二止回阀与所述高压舱连通，所述推水柱塞与活塞筒之间设有水流间隙，所述推动机构设于所述活塞筒上用于推动所述推水柱塞向所述第一封盖移动。
[0009]进一步的，所述推动机构包括套筒、滑杆、炸药包和引爆装置，所述套筒一端设有开口，另一端设有第二封盖，所述滑杆与所述套筒滑动连接并从开口伸出连接在所述推水
柱塞侧面，所述滑杆与第二封盖之间的套筒内设有所述炸药包，所述炸药包包覆有防水膜，所述引爆装置用于引爆所述炸药包。
[0010]进一步的，所述第二封盖设有双U形的排气口，所述排气口与气囊连通，所述第二封盖设有收纳盒，所述气囊折叠在所述收纳盒内。
[0011]进一步的，所述引爆装置包括电源、点火电极和控制开关，所述电源、控制开关和点火电极串联连接，所述控制开关包括弹性气囊、第一电极和第二电极，所述第一电极固定在所述弹性气囊的中部，所述第二电极固定在所述弹性气囊的内壁，所述弹性气囊受压缩小时第一电极与第二电极接触。
[0012]进一步的，所述弹性气囊为伸缩气囊，所述第一电极设于所述伸缩气囊内，所述第二电极设于所述伸缩气囊端部的内壁。
[0013]进一步的，所述伸缩气囊设有气嘴，所述伸缩气囊的侧壁等距设有若干加强圈。
[0014]本专利技术的有益效果在于：在模拟土箱内按照深海环境的成分装填土层，并使用盾构装置进行模拟施工实验。在进行模拟施工前，将高压舱放入海水深层中，当高压舱下沉到预设的深度时，高压舱内的海水压力和气体压力与该位置的水压相同。接着利用起吊装置将高压舱拉出水面，将第一连接管的端部的第一连接头和第二连接头连接，开启第二阀门是第一连接管接通模拟土箱。接着通过控制系统将第一阀门逐个开启，使得气腔逐个与模拟土箱连通，每次都是一个气腔与模拟土箱连通。当所有的气腔全部逐个与模拟土箱连通后，模拟土箱内的水压接近与深海的水压。由于气腔是逐个与模拟土箱连通，因此后面接通的压力不会传导到前面的气腔内，从而使得全部连通后的模拟土箱内的压力更接近与深海的压力。由于气腔内存在气体，补偿在开启第一阀门时引起的容积变化。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例1的一种模拟深海环境的管线盾构施工装置剖面结构图；
[0017]图2为本专利技术实施例1的第一阀门与控制器连接示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例2的一种模拟深海环境的管线盾构施工装置剖面结构图；
[0019]图4为本专利技术实施例2的加压舱剖面结构图；
[0020]图中，1模拟土箱，2高压舱，3配重块，4隔离板，5气腔，6第一阀门，7第一连接管，8第一止回阀，9第一连接头，10第二连接头，11第二阀门，12控制器，13加压舱，14活塞筒，15推水柱塞，16推动机构，17第一封盖，18第二止回阀，19水流间隙，20套筒，21滑杆，22炸药包，23引爆装置，24第二封盖，25防水膜，26排气口，27气囊，28收纳盒，29电源，30点火电极，31控制开关，32弹性气囊，33第一电极，34第二电极，35气嘴，36加强圈。
具体实施方式
[0021]为了更好理解本专利技术
技术实现思路
，下面提供具体实施例，并结合附图对本专利技术做进一步的说明。
[0022]实施例1
[0023]参见图1～2，一种模拟深海环境的管线盾构施工装置，包括模拟土箱1和高压舱2，所述高压舱2底部设有配重块3，所述高压舱2内设有竖直的隔离板4，所述隔离板4将所述高压舱2分割为若干个相互独立的气腔5，所述气腔5的底部设有第一阀门6，所述第一阀门6均与第一连接管7连通，所述第一连接管7侧壁设有第一止回阀8，端部设有第一连接头9，海水从所述第一止回阀8进入所述第一连接管7，所述模拟土箱1设有第二连接头10，所述第一连接头9与第二连接头10可拆卸连接，所述第一连接头9和第二连接头均设有第二阀门11，所述第一阀门6与控制系统连接，所述控制系统控制所述第一阀门6逐个开启，且每次仅连通一个所述第一阀门6。
[0024]在模拟土箱1内按照深海环境的成分装填土层，并使用盾构装置进行模拟施工实验。在进行模拟施工前，将高压舱2放入海水深层中，高压舱2内设有竖直的隔离板4，隔离板4将所述高压舱2分割为若干个相互独立的气腔5，气腔5内存有气体，在高压舱2沉入海水后，由于气腔5的底部设有第一阀门6，所述第一阀门6均与第一连接管7连通，所述第一连接管7侧壁设有第一止回阀8，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟深海环境的管线盾构施工装置，其特征在于，包括模拟土箱和高压舱，所述高压舱底部设有配重块，所述高压舱内设有竖直的隔离板，所述隔离板将所述高压舱分割为若干个相互独立的气腔，所述气腔的底部设有第一阀门，所述第一阀门均与第一连接管连通，所述第一连接管侧壁设有第一止回阀，端部设有第一连接头，海水从所述第一止回阀进入所述第一连接管，所述模拟土箱设有第二连接头，所述第一连接头与第二连接头可拆卸连接，所述第一连接头和第二连接头均设有第二阀门，所述第一阀门与控制系统连接，所述控制系统控制所述第一阀门逐个开启，且每次仅连通一个所述第一阀门。2.根据权利要求1所述的一种模拟深海环境的管线盾构施工装置，其特征在于，所述第一阀门为电磁控制阀，所述控制系统为控制器，所述电磁控制阀与所述控制器信号连接。3.根据权利要求1所述的一种模拟深海环境的管线盾构施工装置，其特征在于，还包括加压舱，所述加压舱包括活塞筒、推水柱塞和推动机构，所述活塞筒一端设有开口，另一端设有第一封盖，所述推水活塞在所述活塞筒内滑动，所述第一封盖与推水柱塞之间构成加压水腔，所述加压水腔通过第二止回阀与所述高压舱连通，所述推水柱塞与活塞筒之间设有水流间隙，所述推动机构设于所述活塞筒上用于推动所述推水柱塞向所述第一封盖移动。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊，熊辉，曾晖，李亮，曾东灵，周文，任军昊，林小淇，李珂，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：