盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種煤礦、鐵路及水利等領域施工用設備，特別涉及一種盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置。
【背景技術】
[0002]盾構掘進機集鉆、掘、護于一體，能夠有效實現長大隧道施工的工廠化作業，是世界上最先進的大型綜合性隧道施工設備，代表著國際隧道施工技術的最高水平，在國際上已廣泛應用于交通、水電、礦山、市政、國防等工程領域中，現已由應用最廣泛的近平坡地鐵施工擴展到大坡度條件下的斜井(或斜坡隧道)施工，將面臨一系列新的技術問題。
[0003]對于盾構工法盾尾空隙壁后填充技術，國內外許多專家學者以現場量測與經驗方法、物理模型試驗、數值分析等方法進行了系列研究。研究主要集中在注漿材料配比的優化、同步注漿施工工藝革新、注漿壓力和注漿量對周邊環境影響的評價注漿效果的檢測等方面。在盾構施工中應對工程要求、地質條件、漿材性能、注漿工藝、成本等因素進行綜合考慮，選擇合適的注漿材料和注漿施工技術，并結合具體工程的實際，對現有的注漿材料和注漿技術進行完善和革新，以滿足地下工程的要求。由于問題的復雜性，盾構注漿技術研究成果距工程實踐的要求尚有一定的差距，對于大坡度盾構施工的注漿技術尚未開展系統研究，特別是對于物理模型試驗由于盾構使用坡度的限制，模型試驗均為水平(或近水平)條件下進行的，尚未開展大坡度條件下盾構施工模型試驗研究。
【發明內容】
[0004]本實用新型目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，該模擬試驗裝置可以模擬盾構在不同坡度、不同管片外壁和圍巖壁之間的空隙、不同外部的水壓及水流流量和不同注漿材料及不同注漿施工工序對斜井盾構管片壁后填充注漿施工封堵效果的影響。
[0005]如上構思，本實用新型的技術方案是:
[0006]—種盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，其特征在于:包括弧形鋼板和鋼支架托墊；所述弧形鋼板由內弧形鋼板、外弧形鋼板和封擋鋼板組成，封擋鋼板沿著內弧形鋼板和外弧形鋼板之間四周邊的間隙布設，用于連接內弧形鋼板和外弧形鋼板；所述內弧形鋼板上制有多個注漿孔洞，該孔洞連接外部吹填豆礫石設備及注漿設備；所述封擋鋼板上均勻制有多個進出水孔，通過進水孔連接外部穩壓栗；所述鋼支架托墊與外弧形鋼板固接。
[0007]上述內弧形鋼板和外弧形鋼板為同心圓。
[0008]上述內弧形鋼板的縱、橫向分別焊接有環形加固肋板和縱向加固肋板。
[0009]上述內弧形鋼板半徑與管片外徑相同。
[0010]上述外弧形鋼板半徑為圍巖開挖半徑。
[0011]上述鋼支架托墊為斜坡結構，其坡度范圍是0°?45°。
[0012]上述鋼支架托墊由縱向三排不等高的H型鋼、水平連接相鄰兩排H型鋼的連接桿和斜向連接相鄰兩排H型鋼的拉桿三部分組成。
[0013]本實用新型具有如下的優點和積極效果:
[0014]1、本實用新型的內、外弧形鋼板分別模擬盾構管片外壁和地層圍巖壁，內弧形鋼板半徑與管片外徑相同，可根據管片外徑調整，鋼板滿足剛度要求，外弧鋼板半徑為圍巖開挖半徑。在內弧形鋼板上按管片分塊布置制有作為吹填豆礫石及注漿孔的孔洞，用于連接外部吹填豆礫石設備及注漿設備，可分別模擬不同管片分塊上注漿孔的位置。
[0015]2、本實用新型內、外弧形鋼板四周的帶進出水孔封擋鋼板，通過進水孔連接外部穩壓栗設備，可摸擬盾構施工地下水的水壓與水流量對管片壁后填充效果的影響，其中地下水水壓可摸擬范圍為O?30m，水流量為O?10m3/h。
[0016]本實用新型鋼支架托墊做成斜坡狀態，用于摸擬斜井或斜坡隧道的坡度。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型結構平面示意圖。
[0018]圖2為本實用新型結構正面示意圖。
[0019]圖3為本實用新型結構側面示意圖。
[0020]圖中:1、內弧鋼板；2、外弧鋼板；3、封擋鋼板；4、注漿孔洞；5、環向肋板；6、縱向肋板；7、進出水孔；8、H型鋼；9、槽鋼連接；10、拉桿。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、2、3所示:一種盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，包括弧形鋼板和鋼支架托墊，弧形鋼板由內弧形鋼板、外弧形鋼板和封擋鋼板組成。內弧形鋼板I與外弧形鋼板2為同心圓，內弧形鋼板I的內徑為管片外徑，內弧形鋼板I與外弧形鋼板2的間距為管片外壁和圍巖壁之間的空隙，其間距為封擋鋼板3的寬度，封擋鋼板3沿內弧形鋼板1、外弧形鋼板2的邊沿布置，并起到連接內弧形鋼板I與外弧形鋼板2的作用。為加強試驗裝置鋼度，在內弧形鋼板I的縱、橫向分別焊接有環向肋板5與縱向肋板6。為實現對吹填豆礫石與注漿加固的試驗研究，在內弧形鋼板I開九個小孔，即注漿孔洞4，即可連接外部豆礫石吹填設備進行豆礫石吹填施工，也可以吹填完豆礫石后，進行注漿施工，摸擬不同注漿材料的注漿填充效果。根據九個注漿孔洞選取作業順序的不同，可進行施工工序的影響研究。
[0022]如圖2所示，在試驗設備的上下兩個坡面切面的封擋鋼板3上，分別開三個進出水孔7，通過進水孔7連接外部穩壓栗設備，摸擬盾構施工地下水的水壓與水流量對管片壁后填充效果的影響。通過下游三個出水孔7的出水物組成、顏色等定性評估對地下水流對注漿材料的沖蝕影響。
[0023]如圖2、圖3所示，鋼支架托墊由H型鋼8、水平連接相鄰兩排H型鋼的連接桿9和斜向連接相鄰兩排H型鋼的拉桿10三部分組成，水平連接相鄰兩排H型鋼的連接桿9和斜向連接相鄰兩排H型鋼的拉桿10起到整體穩定鋼支架托墊的作用，H型鋼8由于支承整個試驗的荷載，并通過縱向三排H型鋼8高度的變化，實現試驗坡度的摸擬。
[0024]最后通過本試驗裝置可實現以下兩方面的試驗研究:
[0025](I)試驗通過對豆礫石的吹填量、豆礫石吹填壓力、豆礫石吹填所選注漿孔的順序等對斜坡條件下豆礫石吹填效果進行評價。
[0026](2)在吹填豆礫石的基礎上，通過封擋鋼板帶孔接通外部人工設定水源向管片外壁和圍巖壁之間的空隙提供穩定的水壓及水流，結合鋼支架托墊做成斜坡狀態，可以模擬盾構在不同坡度、不同管片外壁和圍巖壁之間的空隙、不同外部水壓及水流流量、不同注漿材料及不同注漿施工工序對斜井盾構管片壁后填充注漿施工封堵效果的影響。
[0027]本實用新型通過封擋鋼板帶孔接通外部人工設定水源向管片外壁和圍巖壁之間的空隙提供穩定的水壓及水流，結合鋼支架托墊做成斜坡狀態，可以模擬盾構在不同坡度、不同管片外壁和圍巖壁之間的空隙、不同外部水壓及水流流量、不同注漿材料及不同注漿施工工序對斜井盾構管片壁后填充注漿施工封堵效果的影響，試驗裝置簡便，易于操作。
【主權項】
1.一種盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，其特征在于:包括弧形鋼板和鋼支架托墊；所述弧形鋼板由內弧形鋼板、外弧形鋼板和封擋鋼板組成，封擋鋼板沿著內弧形鋼板和外弧形鋼板之間四周邊的間隙布設，用于連接內弧形鋼板和外弧形鋼板；所述內弧形鋼板上制有多個注漿孔洞，該孔洞連接外部吹填豆礫石設備及注漿設備；所述封擋鋼板上均勻制有多個進出水孔，通過進水孔連接外部穩壓栗；所述鋼支架托墊與外弧形鋼板固接。2.根據權利要求1所述的盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，其特征在于:上述內弧形鋼板和外弧形鋼板為同心圓。3.根據權利要求1所述的盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，其特征在于:上述內弧形鋼板的縱、橫向分別焊接有環形加固肋板和縱向加固肋板。4.根據權利要求1所述的盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，其特征在于:上述內弧形鋼板半徑與管片外徑相同。5.根據權利要求1所述的盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，其特征在于:上述外弧形鋼板半徑為圍巖開挖半徑。6.根據權利要求1所述的盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，其特征在于:上述鋼支架托墊為斜坡結構，其坡度范圍是0°?45°。7.根據權利要求1所述的盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，其特征在于:上述鋼支架托墊由縱向三排不等高的H型鋼、水平連接相鄰兩排H型鋼的連接桿和斜向連接相鄰兩排H型鋼的拉桿三部分組成。
【專利摘要】一種盾構法施工斜井管片壁后填充的模擬試驗裝置，包括弧形鋼板和鋼支架托墊；所述弧形鋼板由內弧形鋼板、外弧形鋼板和封擋鋼板組成，封擋鋼板沿著內弧形鋼板和外弧形鋼板之間四周邊的間隙布設，用于連接內弧形鋼板和外弧形鋼板；所述內弧形鋼板上制有多個注漿孔洞，該孔洞連接外部吹填豆礫石設備及注漿設備；所述封擋鋼板上均勻制有多個進出水孔，通過進水孔連接外部穩壓泵；所述鋼支架托墊與外弧形鋼板固接。本實用新型可以模擬盾構在不同坡度、不同管片外壁和圍巖壁之間的空隙、不同外部水壓及水流流量、不同注漿材料及不同注漿施工工序對斜井盾構管片壁后填充注漿施工封堵效果的影響，試驗裝置簡便，易于操作。
【IPC分類】G09B25/02
【公開號】CN205281948
【申請號】CN201520307137
【發明人】鄒春華, 石磊, 姚明會, 李守彪, 金開俊
【申請人】中國鐵建大橋工程局集團有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年5月13日