隧道随浆液时变性上浮测量装置的制作方法

    专利2026-02-23  19


    本技术涉及盾构工程。更具体地说,本技术涉及隧道随浆液时变性上浮测量装置。


    背景技术:

    1、盾构法隧道广泛应用的今天,其中部分施工问题仍无法有效的完全解决,例如盾构隧道的上浮问题。目前,许多隧道在施工过程中为避免上浮而进行向下方超挖,以此来修正因上浮引起的隧道轴线偏移。如何保障隧道的上浮量控制在容许范围之内是工程施工质量的重要控制因素。开展同步注浆浆液的凝固时变特性与隧道管片上浮之间的关系的研究,探明不同凝结时间下浆液的特性对隧道浮力的影响规律,结合隧道上浮影响因素分析,建立隧道上浮规律试验模型,从而实现建立长距离隧道连接情况下的弹性梁模型,揭示隧道整体在土体中的上浮变化规律。

    2、在实际施工过程中,影响管片上浮的因素有很多。盾构隧道上浮机理模型试验是为模拟盾构隧道管片在注浆浆液中的上浮变化规律,目前针对盾构壁后注浆浆液对隧道管片影响的上浮机理研究较少,主要存在以下不足:①在研究隧道模型的上浮机理试验中,许多试验仅考虑注浆时期管片的上浮情况,未考虑在浆液凝结变化中随着浆液的固化对管片的压力情况的测试;②在研究管片受浆液影响上浮试验中,仅考虑单环管片的上浮情况变化,未考虑多环管片的不同期注浆的浆液时变特性对多环隧道的上浮影响情况。

    3、隧道上浮受到多种复杂因素影响,各种影响因素影响程度不同,为剥离出浆液的影响权重占比,需尽可能挖掘浆液的变化特点来设计试验,以更贴近实际隧道施工过程中管片模型随浆液的时变变化而产生不同的浮力变化。


    技术实现思路

    1、本实用新型的一个目的是提供一种隧道随浆液时变性上浮测量装置,实现模拟整环隧道中不同时间拼装后的单环隧道在浆液不同注入时间后整体隧道模型随着浆液凝固的不同阶段注入的时变性的变化规律。

    2、为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点,提供了一种隧道随浆液时变性上浮测量装置,包括反力架、设置于反力架内的浆液箱以及设置于浆液箱内的多个隧道管片,任意相邻的隧道管片之间通过磁吸扣连接为一体以在浆液箱内形成一条完整隧道模型,浆液箱内填充将隧道模型完全覆盖的浆液,所述浆液箱水平设置,所述反力架顶部的横梁上设置有与每个单环隧道管片一一对应的多个受力传感器,每环隧道管片均通过连接件与受力传感器连接,单环隧道管片所受垂直方向的重力或浮力均通过连接件传递至受力传感器。

    3、优选的是,所述连接件包括圆形套箍以及竖直固定连接于圆形套箍上的连接杆,所述连接杆接触受力传感器,所述圆形套箍通过多个固定螺栓套设于隧道管片上,且圆形套箍与隧道管片同轴设置。

    4、优选的是,任意相邻的两个隧道管片之间还设置有竖向的浆液挡板,其中心具有通孔以恰好套设于相邻两个隧道管片的缝隙处以将相邻两个隧道管片所在的竖直平面分割开,所述浆液挡板由中心具有半圆形缺口的上下两部分组成,其中浆液挡板的下部分固定设置于浆液箱中,浆液挡板的上部分活动插入至浆液箱中。

    5、优选的是,所述反力架底部设置有一对固定滑轨,所述浆液箱对应设置有配合于固定滑轨中的滑轮以实现自由滑出或滑进至反力架内。

    6、优选的是,所述固定滑轨端部均设置有固定件,所述浆液箱外侧壁底部对应设置有卡柱,所述固定件转动设置于固定滑轨上以实现转动为恰好卡合于卡柱上或者从卡柱上脱离。

    7、优选的是,所述反力架或浆液箱上设置有水平仪,所述反力架底部四角均设置有调平螺栓。

    8、本实用新型至少包括以下有益效果:

    9、1)本实用新型的装置结构简单,易于加工组装,根据不同的盾构隧道直径可重新进行缩放比例加工。

    10、2)本实用新型的装置可进行隧道浮力变化以及多环隧道组成弹性梁模型试验监测,实现模拟整环隧道中不同时间拼装后的单环隧道在浆液不同注入时间后整体隧道模型随着浆液凝固的不同阶段注入的时变性的变化规律。

    11、3)本实用新型的装置通过填充浆液的不同可检验不同配比注浆浆液对隧道的上浮影响变化。

    12、本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。



    技术特征:

    1.隧道随浆液时变性上浮测量装置,其特征在于,包括反力架、设置于反力架内的浆液箱以及设置于浆液箱内的多个隧道管片,任意相邻的隧道管片之间通过磁吸扣连接为一体以在浆液箱内形成一条完整隧道模型,浆液箱内填充将隧道模型完全覆盖的浆液,所述浆液箱水平设置,所述反力架顶部的横梁上设置有与每个单环隧道管片一一对应的多个受力传感器,每环隧道管片均通过连接件与受力传感器连接,单环隧道管片所受垂直方向的重力或浮力均通过连接件传递至受力传感器。

    2.如权利要求1所述的隧道随浆液时变性上浮测量装置,其特征在于,所述连接件包括圆形套箍以及竖直固定连接于圆形套箍上的连接杆,所述连接杆接触受力传感器,所述圆形套箍通过多个固定螺栓套设于隧道管片上,且圆形套箍与隧道管片同轴设置。

    3.如权利要求1所述的隧道随浆液时变性上浮测量装置,其特征在于,任意相邻的两个隧道管片之间还设置有竖向的浆液挡板,其中心具有通孔以恰好套设于相邻两个隧道管片的缝隙处以将相邻两个隧道管片所在的竖直平面分割开,所述浆液挡板由中心具有半圆形缺口的上下两部分组成,其中浆液挡板的下部分固定设置于浆液箱中,浆液挡板的上部分活动插入至浆液箱中。

    4.如权利要求1所述的隧道随浆液时变性上浮测量装置,其特征在于,所述反力架底部设置有一对固定滑轨,所述浆液箱对应设置有配合于固定滑轨中的滑轮以实现自由滑出或滑进至反力架内。

    5.如权利要求4所述的隧道随浆液时变性上浮测量装置,其特征在于,所述固定滑轨端部均设置有固定件,所述浆液箱外侧壁底部对应设置有卡柱,所述固定件转动设置于固定滑轨上以实现转动为恰好卡合于卡柱上或者从卡柱上脱离。

    6.如权利要求1所述的隧道随浆液时变性上浮测量装置,其特征在于,所述反力架或浆液箱上设置有水平仪,所述反力架底部四角均设置有调平螺栓。


    技术总结
    本技术公开了一种隧道随浆液时变性上浮测量装置,包括反力架、设置于反力架内的浆液箱以及设置于浆液箱内的多个隧道管片,任意相邻的隧道管片之间通过磁吸扣连接为一体以在浆液箱内形成一条完整隧道模型,浆液箱内填充将隧道模型完全覆盖的浆液,所述浆液箱水平设置,所述反力架顶部的横梁上设置有与每个单环隧道管片一一对应的多个受力传感器,每环隧道管片均通过连接件与受力传感器连接,单环隧道管片所受垂直方向的重力或浮力均通过连接件传递至受力传感器。本技术能实现模拟整环隧道中不同时间拼装后的单环隧道在浆液不同注入时间后整体隧道模型随着浆液凝固的不同阶段注入的时变性的变化规律。

    技术研发人员:温博为,杨钊,陈培帅,姬付全,张飞雷,许超,高如超,刘朋飞,贺创波,熊栋栋,钟涵,宋相帅,刘哲,杨志勇,刘东军
    受保护的技术使用者:中交第二航务工程局有限公司
    技术研发日:20230829
    技术公布日:2024/4/29
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