[发明专利]大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法

说明书

本发明涉及一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，包括如下步骤：配置模型土及模型浆液；将前部管节置于试验土箱内，并将模型土填入试验土箱内并利用模型土埋固前部管节；提供后部管节，内设有泥水加注环，泥水加注环沿后部管节的外周形成有连成一圈的注浆槽；将后部管节的端部与试验土箱内的前部管节的端部对接，在后部管节顶进至试验土箱内的过程中，通过泥水加注环向后部管节的外侧注入模型浆液，从而实现顶管减摩注浆的模拟试验。本发明通过后部管节向试验土箱内顶进来模拟实际的顶管施工，利用泥水加注环提高了模拟试验测得的模型浆液与管节间的摩擦阻力的精确度，为顶管施工提供实际的指导意义。

技术领域

本发明涉及顶管试验方法的技术领域，特指一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法。

背景技术

顶管施工是目前日益发展应用的一种非开挖施工方法，不需要开挖面层就能够穿越已有的公路、铁路、河道、地下管线、地下构筑物和文物古迹等。顶管施工方法避免了城市路面的开挖量，减少大量土方工程，减少拆迁安置，节约施工用地，降低周围环境干扰且不中断地面人流交通及物流运输活动等，近年来在城市地下空间开发、地下铁路轨道交通建设、市政隧道工程中得到广泛运用。

顶管施工过程中，后部油缸的顶推力是顶管施工至关重要的参数，而该顶推力与顶管机顶进过程中刀盘受到的阻力和顶管外表面受到的摩擦阻力有关，通过为减小顶管外表面与土体间的摩擦阻力，会向顶管的外表面注入模型浆液，利用模型浆液来减小摩擦阻力，模型浆液的配比，通常是通过顶管模拟试验来确定，但在现有的模拟试验中，模型浆液是通过均匀布设在管节上的注浆孔向管节外表面注入的，模型浆液从注浆孔处向外注入时，会直接冲击土体，且不容易均匀的扩散到管节的外表面形成泥浆套，使得试验的检测结果误差较大，对实际施工的参考价值不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，解决现有的顶管模拟试验中设置注浆孔注入模型浆液会冲击土体且不容易形成分布均匀的泥浆套而使得试验结果误差较大，对实际施工参考价值不高的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，包括如下步骤：

配置模型土及模型浆液；

提供试验土箱与前部管节，将所述前部管节置于所述试验土箱内，并将所述模型土填入所述试验土箱内并利用所述模型土埋固所述前部管节；

提供后部管节，所提供的后部管节内设有泥水加注环，所述泥水加注环沿所述后部管节的外周形成有连成一圈的注浆槽；

将所述后部管节的端部与所述试验土箱内的前部管节的端部对接，并于所述后部管节远离所述试验土箱的一侧设置顶推机构，利用所述顶推机构顶推所述后部管节以将所述后部管节顶入所述试验土箱内；以及

在所述后部管节顶进至所述试验土箱内的过程中，通过所述泥水加注环向所述后部管节的外侧注入所述模型浆液，从而实现顶管减摩注浆的模拟试验。

本发明的模拟试验方法，通过后部管节向试验土箱内顶进来模拟实际的顶管施工，利用泥水加注环形成的连成一圈的注浆槽可实现模型浆液均匀的注入到后部管节的外侧，相较于现有技术中的注浆孔的方式，该注浆槽可让模型浆液以相同的压力同步的向管节的外侧注入，避免单点注入容易冲击土体而使得浆液不均匀的问题，模型浆液在管节的外侧形成均匀的泥浆套，进而提高了模拟试验测得的模型浆液与管节间的摩擦阻力的精确度，为顶管施工提供实际的指导意义。

本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，所提供的后部管节内还设有沿所述后部管节环向设置的环形腔和设于所述后部管节内侧并与所述环形腔连通的进浆通道；

所述环形腔的一端部与所述注浆槽连通；