高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置与方法，包括主体箱、拉力系统、盾壳系统、地应力加载系统、注浆系统、注水系统、监测系统。主体箱内部含盾壳系统和模型土。地应力加载系统和注水系统通过对主体箱内模型土进行施加应力和水压来模拟地下复杂土体和泥水环境。拉力装置使盾壳向前掘进的同时，注浆系统对盾壳和管片间隙进行注浆。实现高水压盾构隧道壁后注浆可视化与管片上浮一体化模型试验，获得高水压、复杂软弱地层环境多工况下盾构隧道及地层多物理场响应规律。本发明专利技术能缩尺寸还原高水压水下盾构隧道壁后注浆充填工程，通过实时反馈软弱地层多物理场获得盾构掘进过程管片上浮规律与隧道纵向变形机制。向变形机制。向变形机制。

【技术实现步骤摘要】
高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置与方法


[0001]本专利技术涉及盾构隧道注浆与隧道稳定性
，具体涉及一种高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置与方法。

技术介绍

[0002]近年来，隧道及城市地下交通工程在我国各大城市迅猛发展，水下盾构隧道施工凭借良好工艺水平得到了广泛的应用。然而，随着水下盾构隧道直径及水压的增加，自身所受到的浮力和管片的自重间差距增大，导致了盾构隧道结构更易上浮。较大的上浮可能会导致管片的开裂、错台、裂缝等一系列危害。注浆是确保水下盾构隧道安全施工的有效方法，能够有效防止管片上浮和地层扰动。因此开展对高水压盾构隧道注浆过程规律及管片上浮规律研究尤其重要。
[0003]目前，盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验的研究较少，主要存在以下不足：一方面，盾构机掘进注浆过程中，前几环管片注浆充填加固往往会对后面几环的管片上浮产生不可忽视影响，而大多数模型试验系统往往采用单一的管片来探究管片的上浮情况。另一方面，室内模型试验中管片往往是固定不动的，采用其他方式来代替管片上浮的研究，不能反应实际盾构施工过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置，其特征在于，包括主体箱、拉力装置、盾构系统、注浆系统、地应力加载系统、注水系统和监测系统；所述主体箱的上端面为敞口，所述主体箱是采用可视化材料制作而成，所述主箱体的前端面设有盾壳孔洞；所述盾构系统包括盾壳和多个管片，所述盾壳位于所述主箱体内，所述盾壳的前端放置在所述盾壳孔洞中，所述管片依次放置在盾壳内；所述主体箱内填充模型土，所述主箱体的敞口配合有加载板，所述地应力加载模拟系统通过加载板对模型土进行地应力加载模拟，注水系统通过输水管连通主体箱内位于盾壳上方的模型土中进行高水压泥水环境模拟；拉力装置连接所述盾壳的前端，所述注浆系统的输液管安装在所述盾壳内，当拉力装置将盾壳向外做水平掘进运动的同时，注浆系统通过输浆管往管片与模型土之间形成的间隙进行注浆；所述监测系统用于监测和采集主体箱内模型土的相关试验参数。2.根据权利要求1所述的高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置，其特征在于，所述盾壳用环形钢板组成，所述盾壳的内壁沿着圆周方向固定有若干个可调节滑轮，若干个可调节滑轮的轮面支撑所述管片的外壁；所述管片是由环状结构拼接组成，相邻管片的首尾通过螺栓连接，所述盾壳的前端设有盖板，所述盖板上设有与所述拉力装置连接的第三接口。3.根据权利要求2所述的高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置，其特征在于，所述可调节滑轮由滑轮、螺栓帽、扭转支杆和底盘支座组成，所述底板支座两侧通过螺栓孔Ⅳ连接在所述盾壳内壁，所述底板支座的上部连接扭转支杆，所述扭动支座上部螺纹连接所述螺栓帽，所述螺栓帽的顶部四周通过螺栓孔Ⅲ连接所述滑轮。4.根据权利要求2所述的高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置，其特征在于，所述盾壳的后端内壁设有环形的阻隔板，所述阻隔板的板面上沿着圆周方向设有多个注浆口，所述注浆系统的输液管连通有多根输浆管，所述输浆管位于盾壳和管片的间隙中，所述输浆管一一对应连通所述注浆口。5.根据权利要求1所述的高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置，其特征在于，所述注水系统包括第一空压机、输气管Ⅰ、气压调节器Ⅰ、储水罐、水压压力表和输水管；所述储水罐和第一空压机通过输气管Ⅰ进行连接，所述气压调节器Ⅰ安装在所述输气管Ⅰ上，所述储水罐的出水口连通所述输水管，所述输水管贯穿所述加载板后插入模...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙飞，孔昊，刘涛，范锐，席明帅，顾世玖，卜蒙，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：