一種基于形狀記憶合金修復(fù)已變形地鐵盾構(gòu)隧道的裝置的制作方法

本發(fā)明屬于巖土工程研究領(lǐng)域,尤其涉及一種基于形狀記憶合金修復(fù)已變形地鐵盾構(gòu)隧道的裝置。

背景技術(shù)：

伴隨著城市地鐵盾構(gòu)隧道的快速發(fā)展，地鐵盾構(gòu)隧道頻受鄰近工程擾動(dòng)，例如工程實(shí)例表明地表突發(fā)大量堆土造成下方盾構(gòu)隧道拼裝管片變形，例如盾構(gòu)隧道橫截面由圓形變?yōu)椤皺M鴨蛋”形，嚴(yán)重影響隧道結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)安全。地表突發(fā)大量堆土造成地鐵盾構(gòu)隧道變形后，目前的加固方法是在隧道內(nèi)側(cè)用鋼環(huán)拼接焊接加固，同時(shí)在地表上方卸載，等待變形隧道橫截面由“橫鴨蛋”向圓形回彈，但工程實(shí)例表明這樣被動(dòng)等待變形隧道回彈效果不佳。因此需要一種主動(dòng)讓橫截面變形的盾構(gòu)隧道由“橫鴨蛋”形變?yōu)閳A形的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有突發(fā)地表堆載造成地鐵盾構(gòu)隧道變形時(shí)，缺少主動(dòng)將變形的隧道橫截面整體恢復(fù)為圓形的裝置，本發(fā)明提供了一種基于形狀記憶合金修復(fù)已變形地鐵盾構(gòu)隧道的裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種基于形狀記憶合金修復(fù)已變形地鐵盾構(gòu)隧道的裝置，包括形狀記憶合金圈、柔性薄膜加熱裝置；所述形狀記憶合金圈放置于已變形盾構(gòu)隧道內(nèi)側(cè)；所述柔性薄膜加熱裝置包含柔性加熱薄膜和電源，所述柔性加熱薄膜粘貼在形狀記憶合金圈內(nèi)側(cè)并能隨形狀記憶合金圈反復(fù)折疊彎曲，同時(shí)柔性加熱薄膜通電后能對(duì)形狀記憶合金圈加熱，形狀記憶合金圈高溫變形后能帶動(dòng)盾構(gòu)隧道恢復(fù)原狀。

優(yōu)選地，所述柔性加熱薄膜為銀納米線柔性薄膜，銀納米線柔性薄膜可在大面積曲面內(nèi)快速均勻加熱，同時(shí)在曲面、振動(dòng)、折疊條件下具備可靠的加熱性能。

優(yōu)選地，所述形狀記憶合金圈為圓環(huán)形，加熱后外徑與隧道圓形內(nèi)徑相等。

優(yōu)選地，所述形狀記憶合金圈為雙程形狀記憶效應(yīng)，室溫時(shí)可受壓變?yōu)槿魏涡螤?，加熱時(shí)表現(xiàn)為圓環(huán)形。

本發(fā)明的有益效果是克服現(xiàn)有突發(fā)地表堆載造成地鐵盾構(gòu)隧道變形時(shí)，缺少主動(dòng)將變形的隧道橫截面恢復(fù)為圓形的裝置，本發(fā)明提供了一種基于形狀記憶合金修復(fù)已變形地鐵盾構(gòu)隧道的裝置，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、形狀記憶合金圈在室溫時(shí)可以變形從而適應(yīng)任意橫截面形狀的已變形盾構(gòu)隧道。

2、柔性加熱薄膜對(duì)形狀記憶合金圈內(nèi)側(cè)加熱具有加熱面積大且加熱均勻的優(yōu)點(diǎn)。

3、柔性加熱薄膜隨形狀記憶合金圈反復(fù)振動(dòng)和折疊后，在曲面上仍具備可靠的加熱性能。

4、施工便捷，因?yàn)樾螤钣洃浐辖鹑腿嵝约訜岜∧?fù)合為整體結(jié)構(gòu)，所以施工時(shí)無(wú)需組裝形狀記憶合金圈和加熱裝置，從而提高了施工效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的形狀記憶合金圈和柔性加熱薄膜復(fù)合結(jié)構(gòu)；

圖2為本發(fā)明的未變形盾構(gòu)隧道橫截面示意圖；

圖3為本發(fā)明的已變形盾構(gòu)隧道橫截面示意圖；

圖4為本發(fā)明的形狀記憶合金圈糾正變形盾構(gòu)隧道示意圖；

圖5為本發(fā)明的形狀記憶合金圈完成糾正變形盾構(gòu)隧道示意圖；

圖中1.形狀記憶合金圈，2.柔性加熱薄膜，3.地鐵盾構(gòu)隧道管片，4.地表突發(fā)堆載壓力，5.電源。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)新特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1-5，一種基于形狀記憶合金修復(fù)已變形地鐵盾構(gòu)隧道的裝置，包括形狀記憶合金圈1、柔性薄膜加熱裝置；所述形狀記憶合金圈1放置于已變形盾構(gòu)隧道內(nèi)側(cè)；所述柔性薄膜加熱裝置包含柔性加熱薄膜2和電源5，所述柔性加熱薄膜2粘貼在形狀記憶合金圈1內(nèi)側(cè)并能隨形狀記憶合金圈1反復(fù)折疊彎曲，同時(shí)柔性加熱薄膜2通電后能對(duì)形狀記憶合金圈1加熱，形狀記憶合金圈1高溫變形后能帶動(dòng)盾構(gòu)隧道管片3移動(dòng)從而使盾構(gòu)隧道恢復(fù)原狀。

本發(fā)明基于形狀記憶合金修復(fù)已變形地鐵盾構(gòu)隧道的裝置的工作過(guò)程如下：

步驟1：對(duì)如圖1所示的形狀記憶合金圈和加熱薄膜復(fù)合結(jié)構(gòu)，在室溫時(shí)對(duì)形狀記憶合金圈1施加載荷使其變形，然后把此形狀記憶合金圈1運(yùn)至如圖3所示的因地表突發(fā)堆載壓力4造成變形的地鐵盾構(gòu)隧道橫截面處，然后施加載荷使形狀記憶合金圈1緊貼在隧道管片3內(nèi)側(cè)；

步驟2：如圖4所示連接柔性加熱薄膜2和電源5；

步驟3：打開(kāi)電源5從而對(duì)柔性加熱薄膜2加熱，柔性加熱薄膜2中的熱量傳遞到形狀記憶合金圈1，這時(shí)形狀記憶合金圈1恢復(fù)為原有圓環(huán)狀態(tài)，將已變形的盾構(gòu)隧道管片3向外頂起，最終使已變形隧道的橫截面由“橫鴨蛋”形變?yōu)槿鐖D5所示的圓形。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于形狀記憶合金修復(fù)已變形地鐵盾構(gòu)隧道的裝置，包括形狀記憶合金圈、柔性薄膜加熱裝置；所述柔性薄膜加熱裝置包含柔性加熱薄膜和電源，所述柔性加熱薄膜粘貼在形狀記憶合金圈內(nèi)側(cè)并可隨形狀記憶合金圈反復(fù)折疊彎曲，放置于盾構(gòu)隧道內(nèi)的形狀記憶合金圈被加熱薄膜加熱后能帶動(dòng)盾構(gòu)隧道恢復(fù)原狀。本發(fā)明克服現(xiàn)有突發(fā)地表堆載造成地鐵盾構(gòu)隧道變形時(shí)，缺少主動(dòng)將變形的隧道橫截面恢復(fù)為圓形的裝置；同時(shí)本發(fā)明可對(duì)任意橫截面形狀的已變形盾構(gòu)隧道進(jìn)行糾正，而采用加熱薄膜方案具備加熱面積大、加熱均勻、反復(fù)振動(dòng)折疊后仍具備可靠加熱性能的優(yōu)點(diǎn)，另外形狀記憶合金圈和加熱裝置復(fù)合為整體結(jié)構(gòu)從而提高了施工效率。

技術(shù)研發(fā)人員：金煒楓;王鑫;鄧陳艷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江科技學(xué)院（浙江中德科技促進(jìn)中心）
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.16
技術(shù)公布日：2017.08.22