CN208968766U - 一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置，包括顶部盾尾钢板模拟机构、底部管片模拟机构、前面板、后面板和至少一侧的水压施加机构；待试验盾构尾刷设于所述顶部盾尾钢板模拟机构和底部管片模拟机构之间，并且内部填充有密封油脂；所述密封油脂、顶部盾尾钢板模拟机构、底部管片模拟机构、前面板、后面板和水压施加机构之间形成密封空间；所述顶部盾尾钢板模拟机构的底部与所述密封油脂对应的位置设有压力传感器。通过本实用新型，可以有效对盾构尾刷的渗漏情况进行试验，填补了该领域的空白，从而提高盾构施工过程中的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及盾构技术领域，具体涉及一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置。
背景技术
盾构在富水砂层中施工，会因为施工振动导致砂层发生液化，因此盾构周边一定范围内的砂土呈液态状。而盾构尾刷出现渗漏是施工过程中比较常见的问题，在这种液化砂土中盾构尾刷若发生渗漏，会导致水土流失快，轻则地面塌方，重则管片结构破坏，泥沙淹没隧道。国内已有多个城市出现盾构在富水粉细砂地层中因盾尾刷渗漏最后演变成盾构隧道被埋的风险事故，引发了重大的人身伤亡和经济损失。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置，可以有效对盾构尾刷是否存在渗漏现象进行有效的实验检测。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于盾构尾刷渗漏试验的试验装置，包括顶部盾尾钢板模拟机构、底部管片模拟机构、前面板、后面板和至少一侧的水压施加机构；待试验盾构尾刷设于所述顶部盾尾钢板模拟机构和底部管片模拟机构之间，并且内部填充有密封油脂；所述密封油脂、顶部盾尾钢板模拟机构、底部管片模拟机构、前面板、后面板和水压施加机构之间形成密封空间；所述顶部盾尾钢板模拟机构的底部与所述密封油脂对应的位置设有压力传感器。
进一步地，所述顶部盾尾钢板模拟机构通过高度调节机构7连接于所述底部管片模拟机构。
更进一步地，所述试验装置的一侧设置所述水压施加机构，所述顶部盾尾钢板模拟机构远离水压施加机构的一侧通过高度调节机构连接于所述底部管片模拟机构；所述水压施加机构的顶部通过调节螺丝连接于所述顶部盾尾钢板模拟机构；所述水压施加机构的顶部和顶部盾尾钢板模拟机构之间设有柔性密封垫。
进一步地，所述水压施加机构的底部连接于所述底部管片模拟机构，且所述水压施加机构的底部与所述底部管片模拟机构之间设有另一柔性密封垫。
进一步地，所述水压施加机构包括竖向钢板，所述竖向钢板上设有水压施加开口，用于连通水压施加装置。
进一步地，所述试验装置还包括有稳压器和气囊装置；所述稳压器的气压探测端连通于待试验盾构尾刷内，并控制连接于所述气囊装置，所述气囊装置连通于所述待试验盾构尾刷内。
本实用新型的有益效果在于：通过本实用新型，可以有效对盾构尾刷的渗漏情况进行试验，填补了该领域的空白，从而提高盾构施工过程中的安全性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了具体的实施方式和详细的操作过程，但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。
如图1所示，一种用于盾构尾刷渗漏试验的试验装置，包括顶部盾尾钢板模拟机构1、底部管片模拟机构2、前面板、后面板(图中未示)和至少一侧的水压施加机构3；待试验盾构尾刷4设于所述顶部盾尾钢板模拟机构1和底部管片模拟机构2之间，并且内部填充有密封油脂5；所述密封油脂5、顶部盾尾钢板模拟机构1、底部管片模拟机构2、前面板、后面板和水压施加机构3之间形成密封空间；所述顶部盾尾钢板模拟机构1的底部与所述密封油脂5对应的位置设有压力传感器6。
在本实施例中，所述压力传感器6采用贴片式压力传感器。
进一步地，所述顶部盾尾钢板模拟机构1通过高度调节机构7连接于所述底部管片模拟机构2。
更进一步地，在本实施例中，所述试验装置的一侧设置有所述水压施加机构3，所述顶部盾尾钢板模拟机构1远离水压施加机构3的一侧通过高度调节机构7连接于所述底部管片模拟机构2；所述水压施加机构3的顶部通过调节螺丝8连接于所述顶部盾尾钢板模拟机构 1；所述水压施加机构3的顶部和顶部盾尾钢板模拟机构1之间设有柔性密封垫9。
在本实施例中，所述高度调节机构7采用调节螺栓。
再进一步地，所述水压施加机构3的底部连接于所述底部管片模拟机构2，且所述水压施加机构3的底部与所述底部管片模拟机构2 之间设有另一柔性密封垫10。
在本实施例中，所述柔性密封垫9和另一柔性密封垫10均为橡胶密封垫。
进一步地，在本实施例中，所述顶部盾尾钢板模拟机构1包括横向钢板。
进一步地，在本实施例中，所述底部管片模拟机构2采用混凝土制成。
进一步地，在本实施例中，所述水压施加机构3包括竖向钢板 31，所述竖向钢板31上设有水压施加开口32，用于连通水压施加装置。
进一步地，所述试验装置还包括有稳压器11和气囊装置12；所述稳压器11的气压探测端连通于待试验盾构尾刷内，并控制连接于所述气囊装置，所述气囊装置连通于所述待试验盾构尾刷内。当气压探测端探测到密封油脂的压力发生变化，稳压器即控制气囊装置启动，稳定密封油脂的压力在设定的压力值上。
利用上述试验装置进行盾构尾刷渗漏试验的方法，包括如下步骤：
S1将待试验盾构尾刷4安装在顶部盾尾钢板模拟机构1和底部管片模拟机构2之间。在本实施例中，将待试验盾构尾刷的顶部固定在顶部盾尾钢板模拟机构1的底部。
S2从待试验盾构尾刷4远离水压施加机构3的一侧向待试验盾构尾刷4内注入密封油脂5，模拟盾构施工过程中油脂的密封情况。
S3通过水压施加机构3向试验装置内部(即上述密封空间)施加水压，模拟盾构在施工过程中，盾构尾刷受到水土压力的情况。在本实施例中，具体通过水压施加装置(图中未示)，从水压施加开口 32向试验装置内部施加水压。
S4利用压力传感器6监测在施加不同水压下密封油脂5的压力值，得到密封油脂5在不同水压作用下的压力变化；同时观察水是否从待试验盾构尾刷4的远离水压施加机构3的一侧渗漏，一直加大水压直到观察到待试验盾构尾刷4的远离水压施加机构3的一侧有水渗漏为止，从而得到待试验盾构尾刷4能抵抗多大的水压，同时密封油脂5压力是如何变化的。
因为盾构施工过程中密封油脂压力可测，所以通过这个试验步骤，可以得到密封油脂的压力与盾构尾刷渗漏之间的规律，反馈到实际施工时，可通过密封油脂压力的变化来判断盾构尾刷渗漏的情况。
在本实施例中，所述方法还包括：
S5开启稳压器11和气囊装置12，模拟保持密封油脂5压力不变的情况(即施工中盾构尾刷密封最好的状态时)，此时不断加大施加的水压，直至观察到待试验盾构尾刷4的远离水压施加机构3的一侧有水渗漏为止，从而得到在密封油脂压力不变的情况下盾构尾刷能抵抗多大的水土压力。
在本实施例中，所述方法还进一步包括：
S6通过高度调节机构7调节顶部盾尾钢板模拟机构1的高度，对待试验盾构尾刷4产生不同情况的挤压，从而得出在某个水压值下，顶部盾尾钢板模拟机构1对待试验盾构尾刷4产生的不同情况的挤压下盾构尾刷的渗漏情况。
由于实际施工过程中，盾构姿态无时无刻不在变化，盾尾处的钢板状态就会产生一定的变化，对盾构尾刷发生挤压。因此本试验步骤可通过调节顶部盾尾钢板模拟机构1的姿态，再施加水压，得到盾尾钢板在不同姿态下盾构尾刷的抗渗能力。
更进一步地，由于在本实施例中，所述试验装置的一侧设置水压施加机构3，所述顶部盾尾钢板模拟机构1远离水压施加机构3的一侧通过高度调节机构7连接于所述底部管片模拟机构2；所述水压施加机构3的顶部通过调节螺丝8连接于所述顶部盾尾钢板模拟机构1；所述水压施加机构3的顶部和顶部盾尾钢板模拟机构1之间设有柔性密封垫9。
因此，在试验时，可以仅通过高度调节机构7调节顶部盾尾钢板模拟机构1的远离水压施加机构3的一侧的高度，或仅通过水压施加机构3顶部的调节螺丝8调节顶部盾尾钢板模拟机构1与水压施加机构3连接的一侧的高度，从而调节顶部盾尾钢板模拟机构1的角度，也可以结合两者的调节来调整顶部盾尾钢板模拟机构1的整体高度和角度。柔性密封垫9具有一定的压缩空间，在为顶部盾尾钢板模拟机构1与水压施加机构3连接的一侧的高度提供调节空间的同时，也保证顶部盾尾钢板模拟机构1、前面板、后面板、底部管片模拟机构2和水压施加机构3之间围成的密封空间的密封性。
在本实施例中，设置了三道盾构尾刷进行试验，但是在实际工程应用中，已有三、四、五道盾构尾刷的情况，因此可以根据需要模拟相应数量的盾构尾刷的渗漏情况。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置，其特征在于，包括顶部盾尾钢板模拟机构(1)、底部管片模拟机构(2)、前面板、后面板和至少一侧的水压施加机构(3)；待试验盾构尾刷(4)设于所述顶部盾尾钢板模拟机构(1)和底部管片模拟机构(2)之间，并且内部填充有密封油脂(5)；所述密封油脂(5)、顶部盾尾钢板模拟机构(1)、底部管片模拟机构(2)、前面板、后面板和水压施加机构(3)之间形成密封空间；所述顶部盾尾钢板模拟机构(1)的底部与所述密封油脂(5)对应的位置设有压力传感器(6)。
2.根据权利要求1所述的用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置，其特征在于，所述顶部盾尾钢板模拟机构(1)通过高度调节机构(7)连接于所述底部管片模拟机构(2)。
3.根据权利要求2所述的用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置，其特征在于，所述实验装置的一侧设置所述水压施加机构(3)，所述顶部盾尾钢板模拟机构(1)远离水压施加机构(3)的一侧通过高度调节机构(7)连接于所述底部管片模拟机构(2)；所述水压施加机构(3)的顶部通过调节螺丝(8)连接于所述顶部盾尾钢板模拟机构(1)；所述水压施加机构(3)的顶部和顶部盾尾钢板模拟机构(1)之间设有柔性密封垫(9)。
4.根据权利要求2所述的用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置，其特征在于，所述水压施加机构(3)的底部连接于所述底部管片模拟机构(2)，且所述水压施加机构(3)的底部与所述底部管片模拟机构(2)之间设有另一柔性密封垫(10)。
5.根据权利要求1所述的用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置，其特征在于，所述水压施加机构(3)包括竖向钢板(31)，所述竖向钢板(31)上设有水压施加开口(32)，用于连通水压施加装置。
6.根据权利要求1所述的用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置，其特征在于，还包括有稳压器(11)和气囊装置(12)；所述稳压器(11)的气压探测端连通于待试验盾构尾刷内，并控制连接于所述气囊装置(12)，所述气囊装置(12)连通于所述待试验盾构尾刷内。
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|---|---|---|---|---|
| CN108593220A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-09-28 | 广州轨道交通建设监理有限公司 | 一种用于盾构尾刷渗漏试验的实验装置及方法 |
| CN111811853A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-23 | 上海隧道工程有限公司 | 盾尾刷性能测试装置及其测试方法 |
| CN114518205A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-05-20 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种掘进机盾尾密封环腔泄漏检测装置及掘进机 |
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