CN106679904A - 模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置，用于由相邻管片1密封连接构成的管环的抗渗性能试验，包括水压加载系统和多个液压千斤顶4，在管环的外部固定有水囊2，所述的水压加载系统与水囊2相连，用于对水囊2充水，水囊的内层与管环的管片的各个接缝处相应的位置沿接缝方向开设有多个孔11，在水囊2的外层布置有多块土压承压板17和多块水压承压板3；土压承压板17与管片1之间的水囊2的内层与外层紧贴，液压千斤顶4的压力通过土压承压板17作用在管片1上；水压承压板3与管片1之间的水囊2的内层与外层之间存在水，液压千斤顶4的压力通过水压承压板3作用在水囊2上。
Description
技术领域
本发明属于隧道工程技术领域，涉及一种模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置。
背景技术
目前，盾构隧道衬砌结构大多数是由预制钢筋混凝土管片和螺栓拼装而成的，由于隧道衬砌结构构造方面的原因，盾构隧道衬砌存在接缝，盾构隧道接缝分为纵向接缝和环向接缝，在不良地质条件、周边工程活动等因素作用下盾构隧道接缝有可能会出现张开变形及错位变形。调查发现，大多数情况下水是通过纵缝和环缝向隧道内渗漏，除纵缝和环缝渗水之外，螺栓孔也存在漏水现象。渗漏水会对盾构隧道结构和地铁运营安全造成威胁。目前盾构隧道抗渗性能试验装置主要测试接缝处弹性密封垫、嵌缝、螺栓孔、手孔封堵材料的极限抗渗能力，尚无测量一环或者多环管片渗水量的装置，所以亟待研制一种试验装置定量测量一环及多环管片的渗水量。
发明内容
本发明的目的就是提供一种模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置，通过该试验装置能测量盾构隧道在模拟水、土荷载作用下管环的渗水量和管片张开量，用于解决现有技术中试验装置模拟试验不符合实际的问题。本发明的目的可以通过以下的试验方案来实现：
一种模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置，用于由相邻管片1密封连接构成的管环的抗渗性能试验，包括水压加载系统和多个液压千斤顶4，其特征在于，在管环的外部固定有水囊2，所述的水压加载系统与水囊2相连，用于对水囊2充水，水囊的内层开设有多排孔11，每排孔11的位置正对管环的一条相邻管片接缝，在水囊2的外层布置有多块土压承压板17和多块水压承压板3；土压承压板17与管片1之间的水囊2的内层与外层紧贴，液压千斤顶4的压力通过土压承压板17作用在管片1上；水压承压板3与管片1之间的水囊2的内层与外层之间存在水，液压千斤顶4的压力通过水压承压板3作用在水囊2上。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：本发明用上、下、左、右四个千斤顶模拟盾构隧道衬砌结构受到上、下、左、右四个方向的土荷载，用其余的千斤顶模拟盾构隧道结构所受的径向的水荷载。水、土荷载加载量可以独立调节，从而可以测试任意的水、土荷载组合对盾构隧道衬砌结构的影响。本试验系统能够测量模拟盾构隧道衬砌结构在实际受力情况下的管片的张开量，配合水压加载系统能够测量盾构隧道管环在不同工况下的渗水量，得到渗水量和管片张开量、水压与管片张开量的关系，从而为隧道工程抗渗设计提供定量参考依据。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是水囊(充满水)的俯视图；
图3是图2的1-1剖视图；
图4是图3中A处的局部放大图；
图5是管片纵缝连接结构示意图；
图中，1-钢筋混凝土管片、2-水囊、3-水压承压板、4-液压千斤顶、5-千斤顶固定梁、6-水箱、7-加压泵、8-压力水罐、9-阀门、10-水管、11-方孔、12-弹性密封垫、13-直螺栓、14-螺栓密封垫、15-手孔、16-注水通道、17-土压承压板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行说明。
如图1所示，模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置测试一环管片，每环管片有6块管片组成。钢筋混凝土管片1的接缝处有相对应的框形沟槽,该框形沟槽呈封闭形状,且内部填充有弹性密封垫12。钢筋混凝土管片1设有手孔15，手孔15中填有封堵材料。钢筋混凝土管片1还设有螺栓孔，通过连接螺栓固定连接，连接螺栓为直螺栓13，直螺栓13底部设有螺栓密封垫14。在实验时把水囊2套在钢筋混凝土管片1上，在水囊2与钢筋混凝土管片1接缝处设有一串具有一定间隔的方孔11，并在水囊2和钢筋混凝土管片1接触边缘涂上防水胶。水囊注水通道16与水压加载系统相连。水压加载系统由水箱6、加压泵7、压力水罐8以及阀门9组成。压力水罐8通过水管10与水囊2连接，每一个与水囊2连接的水管10都设有一个阀门9。在水囊2外圈有8片水压承压板3和4片土压承压板17，承压板与水囊2接触面设有橡胶板。在每块承压板外圈都设有一个液压千斤顶4，本实例共采用12个液压千斤顶4，承压板和液压千斤顶4固定连接。液压千斤顶4固定在千斤顶固定梁5上，采用厚钢板的基座为正方形，千斤顶固定梁5固定在基座上。
本实施例的模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置在使用过程中需要与激光位移传感、液压千斤顶控制系统等设备配合使用。
下面对本实例所涉及的试验流程进行说明：
1、首先将千斤顶固定梁5固定到基座的预定位置，接下来把与承压板固定好的液压千斤顶4固定到千斤顶固定梁5上。
2、将预先装配好的一环钢筋混凝土管片1吊装到基座的预定位置。
3、将水囊套装到管环预定位置，此时水囊内部方孔中央正对准钢筋混凝土管片1接缝。通过水压加载系统向水囊注水，通过控制与注水通道16相连水管10上的阀门9依次向水囊2的四个部分注水，注水完成后打开所有与注水通道16相连水管10上的阀门9，当带刻度尺的压力水罐充满水时，记录此时的刻度值，作为初始读数，关闭与加压泵7相连水管10上的阀门9。
4、使用控制系统控制液压千斤顶4对水囊加压以模拟实际盾构隧道所受到的水、土荷载，当发现漏水时维持荷载一段时间，记录维持荷载期间压力水罐刻度值，即可得知渗水量；利用激光位移传感器可以测量钢筋混凝土管片1接缝的张开量。通过对管环施加不同水、土荷载组合可以测得对应的渗水量和接缝张开量，从而得到渗水量和钢筋混凝土管片1张开量、水压与钢筋混凝土管片1张开量的关系。
Claims (2)
1.一种模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置，用于由相邻管片(1)密封连接构成的管环的抗渗性能试验，包括水压加载系统和多个液压千斤顶(4)，其特征在于，
在管环的外部固定有水囊(2)，所述的水压加载系统与水囊(2)相连，用于对水囊(2)充水，水囊的内层开设有多排孔(11)，每排孔(11)的位置正对管环的一条相邻管片接缝，在水囊(2)的外层布置有多块土压承压板(17)和多块水压承压板(3)；土压承压板(17)与管片(1)之间的水囊(2)的内层与外层紧贴，液压千斤顶(4)的压力通过土压承压板(17)作用在管片(1)上；水压承压板(3)与管片(1)之间的水囊(2)的内层与外层之间存在水，液压千斤顶(4)的压力通过水压承压板(3)作用在水囊(2)上。
2.根据权利要求1所述的抗渗性能试验装置，其特征在于，土压承压板(17)和水压承压板(3)与水囊(2)的接触面还设有橡胶板。
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| CN (1) | CN106679904A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107702680A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-02-16 | 浙江工业大学 | 一种隧洞偏压状态下钢拱架变形测量装置及其施工方法 |
| CN107725084A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-02-23 | 天津大学 | 用于防止盾构隧道连续坍塌和隧道衬砌结构失效的方法 |
| CN108896329A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-11-27 | 浙江大学城市学院 | 一种模拟马蹄形盾构开挖的分段式缩尺寸试验装置 |
| CN109459311A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-12 | 中国地质大学（武汉） | 一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置 |
| CN110082218A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-08-02 | 中国水利水电科学研究院 | 一种隧洞衬砌结构模型试验装置及试验方法 |
| CN110702883A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-17 | 同济大学 | 一种盾构隧道渗漏侵蚀模拟试验装置及方法 |
| CN113551822A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-26 | 广西路桥工程集团有限公司 | 一种基于液压的钢管混凝土套箍作用测试装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101929911A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-12-29 | 同济大学 | 盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置 |
| CN105300601A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-02-03 | 同济大学 | 盾构隧道管片纵缝抗渗性能试验系统 |
| CN106198236A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-07 | 武大巨成结构股份有限公司 | 一种管道内部均匀加载装置 |
| CN206504840U (zh) * | 2017-02-23 | 2017-09-19 | 天津大学 | 模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置 |
-
2017
- 2017-02-23 CN CN201710100321.2A patent/CN106679904A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101929911A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-12-29 | 同济大学 | 盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置 |
| CN105300601A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-02-03 | 同济大学 | 盾构隧道管片纵缝抗渗性能试验系统 |
| CN106198236A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-07 | 武大巨成结构股份有限公司 | 一种管道内部均匀加载装置 |
| CN206504840U (zh) * | 2017-02-23 | 2017-09-19 | 天津大学 | 模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验装置 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107702680A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-02-16 | 浙江工业大学 | 一种隧洞偏压状态下钢拱架变形测量装置及其施工方法 |
| CN107702680B (zh) * | 2017-08-31 | 2020-05-22 | 浙江工业大学 | 一种隧洞偏压状态下钢拱架变形测量装置及其施工方法 |
| CN107725084A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-02-23 | 天津大学 | 用于防止盾构隧道连续坍塌和隧道衬砌结构失效的方法 |
| CN108896329A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-11-27 | 浙江大学城市学院 | 一种模拟马蹄形盾构开挖的分段式缩尺寸试验装置 |
| CN108896329B (zh) * | 2018-03-27 | 2024-01-26 | 浙江大学城市学院 | 一种模拟马蹄形盾构开挖的分段式缩尺寸试验装置 |
| CN109459311A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-12 | 中国地质大学（武汉） | 一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置 |
| CN109459311B (zh) * | 2018-12-19 | 2024-02-27 | 中国地质大学（武汉） | 一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置 |
| CN110082218A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-08-02 | 中国水利水电科学研究院 | 一种隧洞衬砌结构模型试验装置及试验方法 |
| CN110082218B (zh) * | 2019-05-09 | 2020-06-19 | 中国水利水电科学研究院 | 一种隧洞衬砌结构模型试验装置及试验方法 |
| CN110702883A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-17 | 同济大学 | 一种盾构隧道渗漏侵蚀模拟试验装置及方法 |
| CN113551822A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-26 | 广西路桥工程集团有限公司 | 一种基于液压的钢管混凝土套箍作用测试装置 |
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