一种试验用朝上泥水盾构掘进的模型装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种试验用朝上泥水盾构的掘进的模型装置及试验方法，包括：模型主体结构、加载系统、数据测量单元，所述模型主体单元由模型试验箱、盾构隧道试验模型和朝上泥水盾构模型装置组成，所述加载系统由液压顶进装置和操作控制台组成；具体试验过程包括：模拟地层过程、顶进加载过程、注浆处理过程、排泥处理过程、清洁过程以及监测观察；该装置可以通过各种传感器监测项目数据变化，从而探究朝上泥水盾构掘进的相应情况，通过图像采集探头全角度监测掘进刀盘面的泥饼情况，从而实现自我清洁，通过液压加压油箱控制液压千斤顶的顶升速度，从而研究不同情况下不同阶段的土体变形情况。通过对泥浆添加示踪剂，配合PIV技术，获取泥浆扩散位移场。泥浆扩散位移场。泥浆扩散位移场。

【技术实现步骤摘要】
一种试验用朝上泥水盾构掘进的模型装置及其试验方法


[0001]本专利技术属于竖向顶管施工
，特别涉及一种试验用朝上泥水盾构掘进的模型装置及其试验方法。

技术介绍

[0002]随着城市化进程的推进，城市中的多种管道，诸如排水、电力、通信、燃气管道等错综复杂，往往需要反复开挖路面进行抢修、维护、扩容改造等，经济成本很高。城市地下综合管廊是建设在城市地下，用于集中敷设排水、电力、通信等市政管道的公共通道，可以作为多类管道的公共空间。在城市综合管廊的建设中，为了满足管廊内部的通风、人防等需要，竖井的建设往往是技术重点之一。现有竖井施工方法一般为明挖法，明挖法施工存在破坏周边环境、对居民生活造成不便、施工风险较大等缺点，对环境、周边交通及居民的生活的影响较大。
[0003]相比较而言，朝上盾构法由于具有可在复杂市区施工，不需大面积开挖及大面积破坏道路等优点而被广泛运用于竖井建设中。在此背景下，朝上盾构技术得到了快速的发展，朝上泥水盾构技术是指在综合管廊上方开口，盾构机竖直向上开挖土体的过程中完成竖井施工的方法，其材料的搬运和供给、泥浆的运输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种试验用朝上泥水盾构掘进的模型装置，其特征在于，包括：模型主体系统：所述模型主体系统由模型试验箱(1)、盾构隧道试验模型(2)和朝上泥水盾构模型装置组成，所述模型试验箱(1)为顶部不加盖的箱体，箱体顶部开有凹槽(3)，模型试验箱(1)底部两侧设有斜撑杆(46)；所述盾构隧道试验模型(2)由多个半圆柱体依次连接而成，放置于所述模型试验箱(1)底部，所述模型试验箱(1)底部和盾构隧道试验模型(2)中心处留有第一通孔(4)，所述朝上泥水盾构模型装置的顶部穿过所述第一通孔(4)；所述朝上泥水盾构模型由掘进刀盘(5)、盾构机身(6)和发动机系统、进浆系统、排泥系统、清洁系统、控制台(7)组成，所述盾构机身(6)由泥水仓(8)、气压控制系统组成，泥水仓(8)与盾构刀盘连接，气压控制系统包括气压室(9)和变压控制器(10)，气压室(9)分别连接泥水仓(8)下部以及变压控制器(10)，变压控制器(10)与控制台(7)相连，所述发动机系统由传动轴(11)、驱动电机(12)和驱动电机箱(13)组成，驱动电机(12)位于盾构机身(6)的底部，通过穿过泥水仓(8)底部第四通孔(14)的传动轴(11)与所述掘进刀盘(5)固定连接，驱动电机箱(13)通过电缆线分别与控制台(7)和驱动电机(12)连接，所述盾构机身(6)的底部封闭仅留有第二通孔(15)，盾构机身(6)通过该第二通孔(15)与发动机系统连接；所述进浆系统由泥浆池(16)、泥浆泵(17)以及注浆管(18)组成，泥浆池(16)通过注浆管(18)与泥水仓(8)连通，注浆管(18)近泥浆池(16)侧设有泥浆泵(17)，注浆管(18)通过盾构机身(6)侧壁的第五通孔(45)与泥水仓(8)相连接，所述排泥系统由排泥管(19)、斜管(20)、泥浆输送管(21)、螺旋搅拌叶片(22)、搅拌电机(23)、泥水分离处理池(24)、废料排污管(25)、泥水循环管(26)组成，排泥管(19)位于盾构机身(6)内部，与泥水仓(8)相连接，排泥管(19)下端连接有斜管(20)，斜管(20)通过盾构机身(6)下部侧面沿斜管(20)倾角的第三通孔(27)与泥浆输送管(21)相连，泥浆输送管(21)与斜管(20)呈一定角度，泥浆输送管(21)内设有螺旋搅拌叶片(22)，螺旋搅拌叶片(22)与位于泥浆输送管(21)上端的搅拌电机(23)相连接，泥浆输送管(21)下端与所述泥水分离池上端相连，泥水分离池下端分别设有泥水循环管(26)组成以及废料排污管(25)，泥水循环管(26)与泥浆池(16)相连接；所述清洁系统包括振捣器(28)、数据采集器(29)、图像采集探头(30)、机械控制臂(31)以及警报信号灯(32)组成，振捣器(28)位于盾构机身(6)顶部左右内壁，振捣器(28)与数据采集系统相连接，数据采集系统分别连接机械控制臂(31)、警报信号灯(32)和控制台(7)，机械控制臂(31)上端设有图像采集探头(30)；加载系统：所述加载系统由液压顶进装置和操作控制台(7)组成，所述液压顶进装置包括液压千斤顶(33)以及液压加压油箱(34)，液压千斤顶(33)位于发动机系统下部，用于顶住盾构机身(6)的下端面；液压加压油箱(34)与操作控制台(7)以及液压千斤顶(33)相连，用于控制液压千斤顶(33)的顶进速度；数据测量单元：所述数据测量单元包括位移传感器(35)、应变片(36)、工业相机(37)以及土壤应力传感器(38)中的一个或多个组成；所述位移传感器(35)固定在模型试验箱(1)上方的凹槽(3)上用于测量地表位移；所述应变片(36)贴在下侧隧道的内侧用...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彦臣，魏纲，陶柏丞，王霄，李奕彤，李士嘉，林志颖，金子原，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：