[实用新型]一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置

说明书

一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，包括隧道管，所述隧道管前侧设置有由驱动装置控制的开挖刀盘，所述隧道管外表面设置有多层外包套，所述多层外包套与注浆装置相连。该模型试验装置做到将开挖和盾尾注浆相结合，通过动力系统带动开挖刀盘转动模拟开挖扰动，通过液压泵依次向各层外包套内注浆来模拟盾尾不同注浆量，并通过调整最外层液压大小，在保证注浆效果的同时，减小推进隧道管时对土体的人为扰动，很好地还原了现场盾构开挖注浆的过程。此模型试验装置可反复使用，易于操作，模拟精确度较高。

技术领域

本实用新型涉及一种地下岩土工程盾构模型试验技术，尤其是用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，交通量日益扩大，为保护周边环境并满足交通需求，合理开发地下空间，建设地铁已是必然趋势。盾构法施工在地铁建设中得到了广泛应用，而在盾构开挖的过程中，开挖面直径大于管片外径，使管片与土体之间形成空隙，往往造成较大的地层变形，盾尾注浆能有效控制变形。在众多针对盾构施工过程的研究方法中，模型试验研究具有直观性的特点，因此可通过模型试验对盾构隧道开挖注浆进行模拟研究。

目前现有的各项研究对盾构施工注浆进行了相关模型试验，能较好地模拟此过程。但对于同时模拟开挖和注浆，以及考虑分级注浆的盾构隧道开挖现象研究较少，难以精确反映注浆方式对开挖过程及周边环境的影响。因此有必要提出一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，为盾构开挖模型试验提供服务。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，该装置可以同时模拟开挖和注浆，并考虑分级注浆的盾构隧道开挖现象。

本实用新型的技术方案在于：一种用于模拟分级注浆效果的盾构试验装置，包括隧道管，所述隧道管前侧设置有由驱动装置控制的开挖刀盘，所述隧道管外表面设置有多层外包套，所述多层外包套与注浆装置分别相连。

进一步地，所述驱动装置包括一根从隧道管内穿过的驱动轴，所述驱动轴前端固定于开挖刀盘中心，所述驱动轴后侧设置有动力源。

进一步地，所述开挖刀盘上设置有多组刀片，所述刀片斜向伸出开挖刀盘。

进一步地，所述多层外包套内壁与隧道管外壁相粘合。

进一步地，所述多层外包套沿径向由内至外分为多个注浆过程相互独立并且注浆厚度由内向外依次减小的层次，所述多层外包套沿纵向等距分段，每段紧密相连。

进一步地，所述多层外包套外表面涂有润滑剂。

进一步地，所述注浆装置包括注水管，所述注水管一端自隧道管内穿入多层外包套的各层各段，所述注水管另一端连接有液压泵。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：该模型试验装置做到将开挖和盾尾注浆相结合，通过动力系统带动开挖刀盘转动模拟开挖扰动，通过液压泵依次向各层外包套内注浆来模拟盾尾不同注浆量，并通过调整最外层液压大小，在保证注浆效果的同时，减小推进隧道管时对土体的人为扰动，很好地还原了现场盾构开挖注浆的过程。此模型试验装置可反复使用，易于操作，模拟精确度较高。

附图说明

图1为整体模型示意图；

图2为模型试验装置剖面图；

图3为多层外包套与液压泵连接示意图；

图中：1-开挖刀盘，2-驱动轴，3-隧道管，4-多层外包套，5-注水管，6-液压泵。

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。

参考图1-图3