CN204646225U - 盾构地层适应性测试仪 - Google Patents
盾构地层适应性测试仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204646225U CN204646225U CN201520347146.3U CN201520347146U CN204646225U CN 204646225 U CN204646225 U CN 204646225U CN 201520347146 U CN201520347146 U CN 201520347146U CN 204646225 U CN204646225 U CN 204646225U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cutterhead
- counter
- soil
- shield structure
- top board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 17
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 7
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 244000144985 peep Species 0.000 claims description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种盾构地层适应性测试仪，其特征在于所述测试仪包括两端具有隔板的筒形土箱，所述筒形土箱内的一端设置有可沿轴向进退的刀盘，所述刀盘由贯穿该端所述隔板的传动轴驱动旋转，所述筒形土箱的另一端设置有可沿轴向进退的反力顶板，所述反力顶板由贯穿该端所述隔板的反力油缸顶推；其中，所述传动轴上设置有扭矩转速传感器，所述刀盘以及所述反力顶板上设置有土压力传感器和孔隙水压力传感器。本实用新型的优点是，目前现有的测试装置多为模型试验，而本装置为测试仪器，其可以测试的土层条件和埋深范围广泛，实时监测所获取的参数全面且准确度高，适用于测试土压盾构或泥水盾构。
Description
技术领域
本实用新型涉及盾构地层测试装置，具体涉及一种盾构地层适应性测试仪。
背景技术
盾构法作为一种较为成熟的地铁施工手段已经广泛应用于我国的城市地铁或过江隧道的修建中。随着开挖地层土体的日益复杂，土体性质对于盾构掘进的影响也越来越大，例如在硬塑性粘土地层中掘进时，由于土体塑流性差，土体在土舱内无法及时排出，时常会出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大，推进速度缓慢等现象；在石英含量较高的砂土地层或者粒径较大的砂卵石地层中掘进时，刀具和刀盘磨损严重，推进速度减慢甚至需要停机更换刀具。因此需要提前对待开挖土层进行适应性测试，检测盾构切削过程中刀盘和刀具的各项运行参数并作相应调整，以使盾构能够在地层中正常掘进。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种盾构地层适应性测试仪，该测试仪通过在筒形土箱两端设置刀盘和反力顶板以构成密封舱进行土体切削试验，并通过设置于刀盘和反力顶板上的各传感器实时监测测试仪的运行参数。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种盾构地层适应性测试仪，其特征在于所述测试仪包括两端具有隔板的筒形土箱，所述筒形土箱内的一端设置有可沿轴向进退的刀盘，所述刀盘由贯穿该端所述隔板的传动轴驱动旋转，所述筒形土箱的另一端设置有可沿轴向进退的反力顶板，所述反力顶板由贯穿该端所述隔板的反力油缸顶推；其中，所述传动轴上设置有扭矩转速传感器，所述刀盘以及所述反力顶板上设置有土压力传感器和孔隙水压力传感器。
所述筒形土箱上具有进土口、出土口、排水孔以及钢化玻璃观察孔。
所述筒形土箱的出土口下方设置有流动性测试装置，所述流动性测试装置包括称重传感器以及位于所述称重传感器上的量杯。
所述传动轴内设置有添加剂注入管，所述添加剂注入管的一端与所述刀盘的中心孔相连通，另一端与外部的土体改良剂泵送装置相连通。
所述筒形土箱上开设有添加剂注入口。
所述刀盘为辐条式刀盘，其上设置有应变花。
本实用新型的优点是，目前现有的测试装置多为模型试验，而本装置为测试仪器，其可以测试的土层条件和埋深范围广泛，实时监测所获取的参数全面且准确度高，适用于测试土压盾构或泥水盾构。
附图说明
图1为本实用新型中测试仪的立体示意图；
图2为本实用新型中测试仪的剖面图；
图3为本实用新型中测试仪前端面上的传感器分布示意图；
图4为本实用新型中测试仪后端面上的传感器分布示意图；
图5为本实用新型中刀盘的前视图；
图6为本实用新型中刀盘的后视图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-6，图中标记1-35分别为：反力油缸1、隔板2、反力顶板3、土箱4、刀盘5、刀具6、传动轴7、顶进导向支架8、变频电动机9、顶进支架10、添加剂注入管11、液压站12、底座支架13、扭矩转速传感器14、推力轴承15、添加剂注入口16、预留孔17、单向阀18、土压传感器19、孔隙水压力传感器20、进土口21、出土口22、量杯23、称重传感器24、万向轮25、顶进油缸26、电控柜27、钢化玻璃观察窗28、面板29、刀具30、内支架31、外支架32、辐条33、搅拌棒34、应变花35。
实施例：本实施例具体涉及一种盾构地层适应性测试仪，该测试仪用于评价盾构的地层适应性，从而为盾构选型、盾构掘进以及地层改良方法提供良好的借鉴。
如图1、2所示，本实施例中盾构地层适应性测试仪的主体为土箱4，其前端面和后端面上分别固定设置有隔板2以构成封闭筒状；在土箱4内的前端设置有可沿轴向进退的刀盘5，刀盘5具体是由贯穿前端面隔板2中心的传动轴7驱动旋转的，且在土箱4内的后端设置有可沿轴向进退的反力顶板3，反力顶板3具体是由贯穿后端面隔板2中心的反力油缸1驱动的；前述的刀盘5与反力顶板3共同在土箱4中构成密封舱。
如图1、2所示，土箱4的上部设置有进土口21，下部设置有出土口22，侧壁面上则开设有钢化玻璃观察窗28以供观察。如图3所示，在前部的刀盘5上设置有土压传感器19及孔隙水压力传感器20，同时在隔板2上还设置有添加剂注入口16以及预留孔17，其中添加剂注入口16以及预留孔17均为上、下两个孔，预留孔17可接泥浆系统用于评价泥水盾构的地层适应性问题。如图4所示，在反力顶板3上同样设置有土压传感器19以及孔隙水压力传感器20。
如图1、2所示，传动轴7顶端贯穿前端面隔板2的中心并与刀盘5同轴固定，传动轴7的末端与动力部分相连接以将动力部分的进退和旋转动力传递到与之连接的刀盘5上以驱动刀盘5，在传动轴7内设置有沿其轴向布置的添加剂注入管11，添加剂注入管11的顶端与刀盘5的中心孔相连通，末端与外部的土体改良剂泵送装置相连通，以向密封舱内的土体注入添加剂。动力部分主要包括变频电动机9、扭矩转速传感器14、推力轴承15以及顶进油缸26，变频电动机9经传动轴7向刀盘5提供旋转动力，并通过调节不同的频率来调节变频电动机9的转速，同时通过扭矩转速传感器14测量电动机的扭矩和转速，顶进油缸26提供刀盘5掘进和后退的动力，并通过推力轴承15向前传递，其中，传动轴7经顶进导向支架8支撑，变频电动机9经顶进支架10支撑，液压站12与顶进油缸26相连接并提供液压动力，电控柜27与变频电动机9相连接并对其进行控制。
如图1、2、5、6所示，刀盘5主要由辐条33、刀具30、面板29、搅拌棒34、内支架31、外支架32以及应变花35组成，工作时可以通过改变六块面板29的大小来调整刀盘5的开口率，通过在辐条33的背部贴应变花35来测量刀盘5的应变，同时通过测量刀具30质量的变化以测量其磨损情况。
如图1、2所示，反力油缸1贯穿后端面隔板2的中心孔并与反力顶板3同轴固定，反力顶板3由反力油缸1驱动其顶进或后退。
如图1、2所示，在土箱4的出土口22下方设置有流动性测试装置，该流动性测试装置包括量杯23和称重传感器24，量杯23设置于称重传感器24上，当刀盘5切削一段距离后，打开出土口22，记录固定时间内改良土体流出的重量，以此在测定改良后土体的流动性。
如图1、2所示，上述所有部件均安装固定于底座支架13上，且底座支架13底部具有万向轮25，测试仪可通过万向轮25进行自由走行。
如图1-6所示，本实施例中盾构地层适应性测试仪的工作测试方法为：
a.将配好的重塑土从进土口21加入土箱4中，即刀盘5与反力顶板3之间的空间内，之后关上进土口21；
b.启动反力油缸1，通过反力油缸1顶进反力顶板3以将土箱4中的土压力加力至所需值，记录这一过程中的反力油缸1的顶力及行程；同时通过反力顶板3上的土压传感器19和孔隙水压力传感器20实时反映土箱4中的土压力值和孔隙水压力值；
c.启动变频电动机9和顶进油缸26以驱动刀盘5在土体中旋转切削前进，在这一过程中通过扭矩转速传感器14测量变频电动机9的扭矩及转速，以及顶进油缸26的顶力、行程以及速度；
d.启动添加剂注入系统向土箱4中的土体内注入添加剂，即添加剂注入管11和添加剂注入口16；
e.切削完成后打开土箱4的出土口22，并通过量杯23和称重传感器24记录一定时间内土体流出的重量；
f.最后清理土箱4内土体，并将刀盘5退至初始位置。
本实施例的优点在于，本装置可以针对不同的地层、不同的埋深进行地层适应性试验；可以测试较多的施工参数；与此同时该装置既可以在工程未开工前，先进行预试验，辅助盾构选型，又可以在工程施工过程中，直接将装置放置盾构车架上，实时检验盾构出土改良状况，以此反馈盾构司机对目前施工参数进行调整；同时，装置前端板上预留两个孔，可接上泥浆系统用于评价泥水盾构的地层适应性问题；此外，目前现有的测试装置多为模型试验，而本装置为测试仪器，其标准化程度和应用推广程度更高；本装置可以测试的土层条件和埋深范围更加广泛；可以测量的参数更全面更精细；本装置既可以测试土压盾构又可以测试泥水盾构；本装置既可以用于前期盾构选型，又可以用于后期施工实时检测反馈；本装置既可以用于室内试验，又可以用于现场试验。
本装置可以辅助我们前期盾构选型更为恰当、盾构施工参数更为合适、土体改良方法更为有效，提前辅助我们规避风险，对改善盾构施工有突出的效果。
Claims (6)
1.一种盾构地层适应性测试仪，其特征在于所述测试仪包括两端具有隔板的筒形土箱，所述筒形土箱内的一端设置有可沿轴向进退的刀盘，所述刀盘由贯穿该端所述隔板的传动轴驱动旋转，所述筒形土箱的另一端设置有可沿轴向进退的反力顶板，所述反力顶板由贯穿该端所述隔板的反力油缸顶推；其中，所述传动轴上设置有扭矩转速传感器，所述刀盘以及所述反力顶板上设置有土压力传感器和孔隙水压力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种盾构地层适应性测试仪，其特征在于所述筒形土箱上具有进土口、出土口、排水孔以及钢化玻璃观察孔。
3.根据权利要求2所述的一种盾构地层适应性测试仪，其特征在于所述筒形土箱的出土口下方设置有流动性测试装置，所述流动性测试装置包括称重传感器以及位于所述称重传感器上的量杯。
4.根据权利要求1所述的一种盾构地层适应性测试仪，其特征在于所述传动轴内设置有添加剂注入管，所述添加剂注入管的一端与所述刀盘的中心孔相连通，另一端与外部的土体改良剂泵送装置相连通。
5.根据权利要求1所述的一种盾构地层适应性测试仪，其特征在于所述筒形土箱上开设有添加剂注入口。
6.根据权利要求1所述的一种盾构地层适应性测试仪，其特征在于所述刀盘为辐条式刀盘，其上设置有应变花。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520347146.3U CN204646225U (zh) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | 盾构地层适应性测试仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520347146.3U CN204646225U (zh) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | 盾构地层适应性测试仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204646225U true CN204646225U (zh) | 2015-09-16 |
Family
ID=54098989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520347146.3U Expired - Fee Related CN204646225U (zh) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | 盾构地层适应性测试仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204646225U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108168808A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-15 | 武汉大学 | 一种结构可调整的盾构刀具磨损试验模型刀盘 |
-
2015
- 2015-05-26 CN CN201520347146.3U patent/CN204646225U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108168808A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-15 | 武汉大学 | 一种结构可调整的盾构刀具磨损试验模型刀盘 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108414259B (zh) | 一种可实现刀盘和衬砌压力监测功能的土压平衡盾构模型试验系统 | |
| CN104849429B (zh) | 带土舱模拟的盾构地层适应性测试方法 | |
| CN105952461B (zh) | 一种用于模拟土压平衡盾构施工渣土改良的试验装置及方法 | |
| CN107489426B (zh) | 一种泥水盾构室内模拟掘进装置及其模拟方法 | |
| CN102221474B (zh) | 一种泥水平衡式盾构模拟试验系统 | |
| CN104832167A (zh) | 盾构地层适应性测试方法 | |
| CN102305844B (zh) | 一种土压平衡盾构施工土体改良试验的土压舱模型装置 | |
| KR101745153B1 (ko) | 토압 균형식 tbm 설계, 연구를 위한 굴착과 배토과정 모사 시험장치,시험방법 및 분석 시스템 | |
| KR101921408B1 (ko) | 토사지반 tbm 성능 예측을 위한 굴진성능 평가 시험장치 및 시험방법 | |
| CN204594983U (zh) | 带土舱模拟的盾构地层适应性测试仪 | |
| CN205778880U (zh) | 一种用于模拟土压平衡盾构施工渣土改良的试验装置 | |
| CN104535413B (zh) | 一种渗流场‑温度场模拟耦合物料仓及tbm切削试验台 | |
| CN109811807B (zh) | 等厚水泥土地下连续墙工法模拟试验装置及试验方法 | |
| CN210289619U (zh) | 一种小型室内钻孔参数快速采集装置 | |
| CN110361278A (zh) | 机械-水力联合破岩综合试验台及其试验方法 | |
| CN102162246A (zh) | 湿陷性黄土地基的无振动挤密处理方法 | |
| CN212202076U (zh) | 一种盾构隧道壁后注浆装置 | |
| CN202041394U (zh) | 泥水平衡式模型盾构试验装置 | |
| CN204646225U (zh) | 盾构地层适应性测试仪 | |
| CN104949851A (zh) | 类矩形盾构切削推进模拟试验系统 | |
| CN205333304U (zh) | 孔底动力钻具微型钻探实验台 | |
| CN112196494A (zh) | 一种岩石与土层交接地质管道施工工艺及施工设备 | |
| CN106032674A (zh) | 一种开挖沟槽和回填挖方的推土机 | |
| CN207989032U (zh) | 一种用于土压平衡盾构刀盘结泥饼模拟的试验装置 | |
| CN204903189U (zh) | 类矩形盾构切削推进模拟试验系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150916 |