一种盾构掘进防喷涌试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及盾构施工渣土改良领域，具体涉及到一种盾构掘进防喷涌试验装置及方法，本发明专利技术包括盾构机开挖仓、刀盘、盾构机开挖仓、气压调节装置、泡沫箱、渣土改良剂搅拌箱；盾构机开挖仓前端设有固定面板，固定面板上固定推进油缸，推进油缸后端部固定活动面板，所述盾构机开挖仓上部设有填料口，盾构机开挖仓后端固定螺旋机，螺旋机的螺轴伸入盾构机开挖仓底部，螺轴下方设有渣土斗，渣土斗上方设有皮带输送机。本发明专利技术模拟实际施工的环境进行盾构机开挖仓渣土改良试验，从而解决了目前施工中需边探索边调整给施工带来风险，为科研及其应用提供了一种安全便捷、成本低廉的试验方式。成本低廉的试验方式。成本低廉的试验方式。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构掘进防喷涌试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及盾构施工领域，具体涉及到一种盾构掘进防喷涌试验装置及方法。

技术介绍

[0002]我国地铁隧道施工已开始使用盾构法，随着技术进步、认识提高、城市地下空间开发步伐的加快，特别是随着该施工技术所显现的优势，盾构法越来越多地被国内地铁界所接受。盾构掘进施工尤其在富水复杂地层中风险大、施工周期长，是容易出现风险的关键环节。现阶段，土压盾构在富水复杂地层中掘进多采用克泥效等辅助方法及开挖仓渣土改良等措施，这种方法在使用时缺少模拟施工的环境，配比及参数需要在实际施工中边探索边调整，这不仅造成了材料的浪费，也增加了施工的风险，材料配比参数控制不当容易造成沉降过大甚至地面塌陷，对施工环境周边建（构）筑物和人员产生威胁。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决现有技术的不足，提供一种盾构掘进防喷涌试验装置及方法，模拟实际施工环境，应用于开挖仓渣土改良试验，从而解决了目前施工中开挖仓所注入的材料配比及参数边探索边调整，给施工带来风险的缺点。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种盾构掘进防喷涌试验装置，包括盾构机开挖仓，所述盾构机开挖仓后部安装刀盘，刀盘位于盾构机开挖仓内；所述盾构机开挖仓的前端固定一固定面板，固定面板的中心设有孔洞，一推进油缸无杆腔侧固定在固定面板上，推进油缸的有杆腔侧端部固定活动面板，活动面板直径与盾构机开挖仓内径相等，活动面板在盾构机开挖仓内可前后滑动；所述盾构机开挖仓上部设有填料口；所述盾构机开挖仓后端固定螺旋机，螺旋机的螺轴伸入盾构机开挖仓底部，螺轴下方设有渣土斗，渣土斗上方设有皮带输送机，皮带输送机位于螺轴下方；还包括气压调节装置、泡沫箱、渣土改良剂搅拌箱，所述气压调节装置连接气压输送管，气压输送管并与盾构机开挖仓连通，所述泡沫箱连接泡沫泵，泡沫泵连接泡沫输送管，泡沫输送管连接刀盘并与盾构机开挖仓连通，所述渣土改良剂搅拌箱连接渣土泵，渣土泵连接渣土改良剂输送管，渣土改良剂输送管连接刀盘并与盾构机开挖仓连通。
[0005]优选的，所述皮带输送机上方的皮带包括倾斜布置的前段和水平布置的后段，螺轴出渣口位于皮带后段的前端。
[0006]优选的，所述活动面板周边设有密封圈。
[0007]优选的，所述盾构机开挖仓内径比刀盘直径大20cm。
[0008]本专利技术还包括一种盾构掘进防喷涌试验方法，包括以下步骤：步骤一：将原状土从盾构机开挖仓的填料口处加满盾构机开挖仓，通过气压调节装置控制盾构机开挖仓内的压强与实际施工时土仓内的压强一致；步骤二：在泡沫箱中加入泡沫，渣土改良剂搅拌箱内加入渣土改良剂，通过泡沫泵和渣土泵将泡沫和渣土改良剂输送至盾构机开挖仓内；
步骤三：刀盘、螺旋机、推进油缸、皮带输送机工作，控制刀盘转速、螺旋机转速及推进油缸推进速度，模拟实际施工过程，以推进油缸伸出一环管片长度为一个阶段模拟结束，模拟过程中记录刀盘扭矩、螺旋机扭矩、推进油缸推力参数，并对出渣情况进行观察；步骤四：根据步骤三记录的参数和出渣情况判断渣土改良情况,如参数和出渣情况不符合施工要求,则需调整加入的泡沫和渣土改良剂配比，将推进油缸全部伸出,用螺旋机清空盾构机开挖仓,然后推进油缸回缩至初始位置，重复步骤一
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步骤三，进行下一个阶段模拟试验，直至各个参数和出渣情况符合施工要求。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种盾构掘进防喷涌试验装置及方法，提供了模拟实际施工的环境，应用于渣土改良材料及其配比研究，进行盾构机开挖仓渣土改良试验，从而解决了目前渣土改良材料及配比试验与实际情况存在差异，而施工中开挖仓所注入的材料配比及参数需边探索边调整，给施工带来风险的缺点，为科研及其应用提供了一种安全便捷、成本低廉的试验方式。
附图说明
[0010]图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术另一角度结构示意图。
[0011]图中，1填料口，2孔洞，3渣土改良剂搅拌箱，4泡沫箱，5固定面板，6推进油缸，7活动面板，8盾构机开挖仓，9刀盘，10气压调节装置，12螺轴，14渣土斗，15皮带输送机，16气压输送管，17泡沫输送管，18渣土改良剂输送管。
具体实施方式
[0012]以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。
[0013]本专利技术的盾构掘进防喷涌试验装置，可以用于模拟实际施工环境，在模拟的实际施工环境中进行渣土改良试验，试验装置包括盾构机开挖仓8，在盾构机开挖仓8后部安装刀盘9，刀盘9位于盾构机开挖仓8内，优选刀盘9直径比盾构机开挖仓8内径小20cm。在盾构机开挖仓8后端固定螺旋机，螺旋机的螺轴12伸入盾构机开挖仓8底部。螺轴12下方设有渣土斗14，渣土斗14上方设有皮带输送机15，皮带输送机15位于螺轴12下方。通过螺旋机可以将盾构机开挖仓8内的渣土输送至皮带输送机15，再由皮带输送机15运送至渣土斗14内。本专利技术所用的盾构机开挖仓8、刀盘9、螺旋机、皮带输送机15的结构均与实际施工时的结构一样，只不过这些设备均按照实际施工所用设备进行等比例缩小制造，比如试验装置上的刀盘9、螺旋机尺寸均为实际施工时所用刀盘9、螺旋机尺寸的1/3，也可等比例缩小到更小的尺寸，这些设备为现有结构，这里不再赘述。试验装置中的盾构机开挖仓8相当于实际施工中的土仓。
[0014]上述优选皮带输送机15上方的皮带包括倾斜布置的前段和水平布置的后段，而螺旋机的螺轴12出渣口刚好位于皮带后段的前端，皮带输送机15下方的渣土斗14长度大于皮带输送机15的总长度，保证无论是渣土或稀渣都可以落在渣土斗14内。皮带前段倾角设计与实际盾构机相同。
[0015]在盾构机开挖仓8的前端固定一固定面板5，固定面板5的中心设有孔洞2，一推进
油缸6的无杆腔侧固定在固定面板5上，推进油缸6的有杆腔侧端部固定活动面板7，活动面板7直径与盾构机开挖仓8内径相等，活动面板7在盾构机开挖仓8内可前后滑动，为保持密封性，在活动面板7的一周设有密封圈。
[0016]在盾构机开挖仓8上部设有填料口1，填料口1用于放入实际施工开挖的原状土，用于模拟实际施工环境。
[0017]本专利技术还设有气压调节装置10，所述气压调节装置10连接气压输送管16，气压输送管16与盾构机开挖仓8连通，通过气压调节装置10调节试验过程中盾构机开挖仓8内的压强与实际施工中土仓内的压强相等。
[0018]本专利技术还设有泡沫箱4和渣土改良剂搅拌箱3，泡沫箱4内加入泡沫，渣土改良剂搅拌箱3内加入一定配比的渣土改良剂。其中泡沫箱4连接泡沫泵，泡沫泵连接泡沫输送管17，泡沫输送管17连接刀盘9并与盾构机开挖仓8连通，通过泡沫泵将泡沫箱4内的泡沫输送至盾构机开挖仓8内。其中渣土改良剂搅拌箱3连接渣土泵，渣土泵连接渣土改良剂输送管18，渣土改良剂输送管18连接刀盘9并与盾构机开挖仓8连通，通过渣土泵将渣土改良剂搅拌箱3内的渣土改良剂输送至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构掘进防喷涌试验装置，其特征在于：包括盾构机开挖仓（8），所述盾构机开挖仓（8）后部安装刀盘（9），刀盘（9）位于盾构机开挖仓（8）内；所述盾构机开挖仓（8）的前端固定一固定面板（5），固定面板（5）的中心设有孔洞（2），一推进油缸（6）无杆腔侧固定在固定面板（5）上，推进油缸（6）的有杆腔侧端部固定活动面板（7），活动面板（7）直径与盾构机开挖仓（8）内径相等，活动面板（7）在盾构机开挖仓（8）内可前后滑动；所述盾构机开挖仓（8）上部设有填料口（1）；所述盾构机开挖仓（8）后端固定螺旋机，螺旋机的螺轴（12）伸入盾构机开挖仓（8）底部，螺轴（12）下方设有渣土斗（14），渣土斗（14）上方设有皮带输送机（15），皮带输送机（15）位于螺轴（12）下方；还包括气压调节装置（10）、泡沫箱（4）、渣土改良剂搅拌箱（3），所述气压调节装置（10）连接气压输送管（16），气压输送管（16）与盾构机开挖仓（8）连通，所述泡沫箱（4）连接泡沫泵，泡沫泵连接泡沫输送管（17），泡沫输送管（17）连接刀盘（9）与盾构机开挖仓（8）连通，所述渣土改良剂搅拌箱（3）连接渣土泵，渣土泵连接渣土改良剂输送管（18），渣土改良剂输送管（18）连接刀盘（9）与盾构机开挖仓（8）连通。2.根据权利要求1所述的盾构掘进防喷涌试验装置，其特征在于：所述皮带输送机（15）上方的皮带包括倾斜布置的前段和水平布置的后段...

【专利技术属性】
技术研发人员：许庚，孙杰，陈成鹏，刘锋，段帅，蒋周潼，房立红，朱智勇，
申请(专利权)人：山东汇成名智科技发展有限公司济南轨道城建管片制造有限公司，
类型：发明
国别省市：