[发明专利]可模拟泥水平衡盾构施工的室内模型试验装置及使用方法

摘要

本发明涉及一种可模拟泥水平衡盾构施工的室内模型试验装置及使用方法，包括掘土推进机构、循环机构及注浆机构，掘土推进机构包括电动机、减速器、盾构机壳、主轴及旋管，循环机构包括循环箱、微型水泵、进水管、出泥管及调压管，注浆机构包括注浆箱、浆液罐、微型压缩机、气压管、注浆管及注浆头。与现有技术相比，本发明能模拟泥水平衡盾构机的动态掘土推进、管片拼装、壁后注浆等施工全过程，可为实际盾构隧道施工各参数的设计提供更加准确、真实的实验数据，并保障其实际施工中的安全。

主权项

一种可模拟泥水平衡盾构施工的室内模型试验装置，其特征在于，该装置包括掘土推进机构、循环机构及注浆机构，其中，所述的掘土推进机构包括电动机(3)、减速器(2)、盾构机壳(14)、主轴(18)及旋管(16)，所述的电动机(3)与减速器(2)连接，所述的盾构机壳(14)的内部设有隔板(29)，盾构机壳(14)的顶端设有刀盘(15)，盾构水舱位于刀盘(15)与隔板(29)之间，叶片(30)内嵌于刀盘(15)之中，所述的主轴(18)的一端穿过减速器(2)，另一端与刀盘(15)连接，所述的旋管(16)套设在主轴(18)上，旋管(16)的一端位于盾构机壳(14)与减速器(2)之间的主轴(18)上，旋管(16)的另一端深入盾构机壳(14)的内部，并与叶片(30)连接；所述的循环机构包括循环箱(19)、微型水泵(40)、进水管(11)、出泥管(9)及调压管(10)，所述的循环箱(19)内设有过滤网，所述的微型水泵(40)设在循环箱(19)内部的下侧，所述的进水管(11)的一端与微型水泵(40)连接，另一端连入盾构水舱内，所述的出泥管(9)的一端连入循环箱(19)的上侧，另一端连入盾构水舱内，所述的调压管(10)连接在进水管(11)与出泥管(9)之间；所述的注浆机构包括注浆箱(6)、浆液罐(35)、微型压缩机(34)、气压管(32)、注浆管(7)及注浆头(8)，所述的浆液罐(35)与微型压缩机(34)均设在注浆箱(6)内部，所述的微型压缩机(34)与浆液罐(35)之间通过气压管(32)连接，所述的注浆管(7)的一端位于浆液罐(35)内，另一端伸出注浆箱(6)，并与注浆头(8)连接；电动机(3)通过主轴(18)带动刀盘(15)旋转，通过旋管(16)调节叶片(30)与刀盘(15)之间的相对位置，进而调节刀盘(15)的开口率，在刀盘(15)掘土推进过程中，微型水泵(40)将过滤网滤出的水通过进水管(11)送入盾构水舱内，在盾构水舱内，刀盘(15)切削下来的土与水混合后通过出泥管(9)流回循环箱(19)，掘土推进到指定深度后，关闭电动机(3)，打开微型压缩机(34)，通过注浆管(7)及注浆头(8)进行注浆。