一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统，涉及隧道工程和盾构装备制造技术领域，包括用来抽注实验用浆液的注浆泵，用于模拟盾尾

【技术实现步骤摘要】
一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统


[0001]本技术涉及隧道工程和盾构装备制造
，特别是涉及一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统
。

技术介绍

[0002]随着智能化技术的快速发展，智能建造在工程建设领域得到了越来越多的应用
。
作为隧道建设的一种重要设备，近年来盾构机智能化技术得到了一定发展，盾构智能掘进在部分工程开展了测试应用
。
但是由于盾构施工工序流程的复杂
、
面对地质环境多变，且不同工程都有各自的特殊性，盾构智能掘进控制系统的工程适应性存在不足，在施工现场大量开展各类工况下的盾构智能掘进实验可能导致潜在的施工风险
。
因此有必要开发可用于开展各类盾构智能掘进实验的设备，满足盾构智能掘进控制系统开发
、
测试需求
。
[0003]在盾构施工中，盾尾同步注浆与盾构掘进同时进行，用于填充管片外壁与开挖土体之间的空隙
。
盾构同步注浆是及时地防止地层沉降
、
对隧道衬砌结构整体实施保护的重要措施
。
施工中需根据实际地质条件决定注浆压力
、
注浆量
、
注浆速度等参数，以对注浆泵进行控制进行同步注浆
。
目前，通常操作人员人工设置参数后根据设定程序自动执行注浆
。
将同步注浆系统纳入盾构智能掘进控制系统是实现盾构全面智能化掘进的必由之路
。
然而，由于同步注浆直接影响对地层沉降的控制，关系施工安全，未经充分实验验证直接在施工中进行智能注浆控制的测试会对施工安全带来潜在风险，因此有必要开发可开展同步注浆智能控制实验的系统，对施工可能遇到的各种工况进行全面实验测试，提高系统安全性
。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统，该装置可以在室内条件下实现对同步注浆系统功能及注浆环境的模拟，从而开展同步注浆智能化控制算法
、
控制系统的开发和测试
。
[0005]本技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统，包括
[0007]注浆泵，所述注浆泵用来抽注实验用浆液；
[0008]储浆筒，所述储浆筒用于模拟盾尾
、
管片与围岩之间形成的封闭注浆空间；
[0009]储气罐，所述储气罐用来调节储浆筒内部压力，实现对注浆位置地层的水土压力的模拟；
[0010]计量泵，所述计量泵用来精确控制储浆筒的排浆流量，使排浆流量与盾构推进速度保持线性关系，模拟盾构推进引起的盾尾注浆空间变化；
[0011]浆液罐，所述浆液罐用于储存实验用浆液
。
[0012]优选地：所述注浆泵一侧设置有浆液罐，所述浆液罐通过进浆管
、
冲洗管连接在所述注浆泵的输入口上，所述进浆管上安装有第五阀门，所述冲洗管上安装有第六阀门，所述注浆泵的输出口上密封连接有注浆管，所述注浆管远离所述注浆泵一端密封连接有储浆
筒，所述储浆筒上端固定安装有第一压力传感器，所述储浆筒下部设置有进浆口和出浆口
、
上部设置有调压口和溢流口，所述储浆筒内部上方设置有与调压口相连的气囊，所述注浆管与所述储浆筒上的进浆口密封连接，所述注浆管上设置有第三压力传感器
、
第一调压阀和开关阀，所述储浆筒的出浆口通过第一排浆管连接在计量泵的输入口，所述计量泵的输出口连接有第二排浆管，所述第二排浆管上设置有流量计和背压阀，所述第二排浆管延伸至所述浆液罐内；所述储浆筒上的调压口上密封连接有进气管的支管，所述进气管的支管远离所述储浆筒一端密封连接在所述进气管的主管上，所述进气管的主管远离所述储浆筒一端密封连接在储气罐上，所述进气管的支管上密封安装有第二压力传感器
、
第二调压阀和第二阀门，所述进气管的主管上密封安装有第三阀门；所述储浆筒顶部的溢流口上密封连接有溢流管，所述溢流管远离所述储浆筒一端延伸至所述浆液罐内，所述溢流管上密封安装有第一阀门
。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
[0014]1、
构建了不依赖实际施工工程的同步注浆全流程作业运行环境，实现实验条件下同步注浆全过程模拟，为实验条件下同步注浆智能控制系统及控制算法的开发和测试提供了基础条件，避免了在实际工程中测试可能导致的风险，提高了盾构智能控制系统安全性；
[0015]2、
可以构建具有良好的可重复性的实验环境，实现对同一工况的多次复现，非常适用于用于同步注浆智能控制系统测试
、
训练和改进，提高系统开发效率；
[0016]3、
通过控制计量泵排量与盾构掘进速度线性相关的方法，实现了对盾构推进引起盾尾注浆空间变化的模拟，避免了依托实际盾构
、
围岩
、
管片构建实验注浆空间的问题，在满足实验功能需求的前提下大大简化了实验台的结构复杂度，提升了实验可行性，有效降低了实验台开发成本；
[0017]4、
通过设计储浆筒，并在储浆筒内设置压力可控的气囊，实现了对注浆环境水土压力的模拟；同时，通过在气囊内注入压缩空气，实现了注浆筒内部注浆空间的随注浆压力的柔性变化，实现了对实际注浆环境下围岩因注浆压力产生隆起
、
沉降造成注浆空间容积变化的模拟
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本技术的一些实施例，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
。
[0019]图1是本技术所述一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统的结构示意图
。
[0020]图2是本技术所述一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统的储浆筒的结构示意图
。
[0021]附图标记说明如下：
[0022]1、
注浆泵；
2、
注浆管；
3、
第一调压阀；
4、
开关阀；
5、
储浆筒；
51、
进浆口；
52、
出浆口；
53、
调压口；
54、
溢流口；
6、
气囊；
7、
第一压力传感器；
8、
溢流管；
9、
进气管；
10、
第一阀门；
11、
第二压力传感器；
12、
第二调压阀；
13、
第二阀门；
14、
第三阀门；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统，其特征在于：包括注浆泵
(1)
，所述注浆泵
(1)
用来抽注实验用浆液；储浆筒
(5)
，所述储浆筒
(5)
用于模拟盾尾
、
管片与围岩之间形成的封闭注浆空间；储气罐
(15)
，所述储气罐
(15)
用来调节储浆筒
(5)
内部压力，实现对注浆位置地层的水土压力的模拟；计量泵
(18)
，所述计量泵
(18)
用来精确控制储浆筒
(5)
的排浆流量，使排浆流量与盾构推进速度保持线性关系，模拟盾构推进引起的盾尾注浆空间变化；浆液罐
(26)
，所述浆液罐
(26)
用于储存实验用浆液
。2.
根据权利要求1所述的一种用于盾构智能掘进实验的同步注浆系统，其特征在于：所述注浆泵
(1)
一侧设置有浆液罐
(26)
，所述浆液罐
(26)
通过进浆管
(22)、
冲洗管
(24)
连接在所述注浆泵
(1)
的输入口上，所述进浆管
(22)
上安装有第五阀门
(23)
，所述冲洗管
(24)
上安装有第六阀门
(25)
，所述注浆泵
(1)
的输出口上密封连接有注浆管
(2)
，所述注浆管
(2)
远离所述注浆泵
(1)
一端密封连接有储浆筒
(5)
，所述储浆筒
(5)
上端固定安装有第一压力传感器
(7)
，所述储浆筒
(5)
下部设置有进浆口
(51)
和出浆口
(52)、
上部设置有调压口
(53)
和溢流口
(54)
，所述储浆筒
(5)
内部上方设置有与调压口
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞祥，李勇军，李凤远，张合沛，王凯，秦银平，高会中，张斌，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：