類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道施工領(lǐng)域，尤其涉及一種類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著大中型城市的不斷擴(kuò)張與發(fā)展，城市地面交通已經(jīng)不能完全滿足人們對(duì)于城市市內(nèi)出行的需要。這迫使人們將目光轉(zhuǎn)移到地下空間及城市地鐵。軌道交通已逐漸成為緩解各大城市交通壓力的主要交通方式，它貫穿于城市的許多主干道下，形成龐大的地下網(wǎng)絡(luò)，給城市生活帶來(lái)很多便利。然而，地鐵從設(shè)計(jì)、施工到使用都是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，有很多問(wèn)題需要解決。尤其是施工，它直接決定著地鐵的質(zhì)量及對(duì)周圍環(huán)境的影響。盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)上下起伏，左右偏航和繞軸滾動(dòng)的同時(shí)，也隨著內(nèi)部機(jī)器的運(yùn)行發(fā)生著細(xì)微的搖動(dòng)。因此在軟土地區(qū)推進(jìn)時(shí)，由于反復(fù)的剪切使得圍巖土層被擾動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生沉降。在砂質(zhì)地層中，伴隨著推進(jìn)面土下落和圍巖受剪切，引起圍巖土產(chǎn)生膨脹，會(huì)使得盾殼承受異常的約束壓力。對(duì)于軟土地區(qū)的類矩形盾構(gòu)，由于其相比較傳統(tǒng)圓形盾構(gòu)，更容易在頂部產(chǎn)生背土現(xiàn)象，這會(huì)使得盾殼與圍巖之間產(chǎn)生的摩擦大于圓形盾構(gòu)，一旦摩擦過(guò)大，將會(huì)對(duì)周圍地層帶來(lái)更大程度的擾動(dòng)，進(jìn)而使得后續(xù)沉降過(guò)大，帶來(lái)工程安全事故。為了達(dá)到以下目的，很有必要在類矩形盾構(gòu)機(jī)外殼和圍巖間注入減摩材料。減摩材料可以起到如下技術(shù)效果:
[0003]1.減小千斤頂推力:可以防止在砂質(zhì)地層中異常約束壓力的發(fā)生以及減小在軟粘性地層中類矩形盾構(gòu)機(jī)外殼與圍巖的摩擦。一旦千斤頂推力減小，推力富余量將變大，進(jìn)而可以更好地控制推進(jìn)方向，同時(shí)管片的應(yīng)變和裂縫也將減少。
[0004]2.減小地層位移:在軟粘性土層中，可減小由類矩形盾構(gòu)機(jī)外殼與圍巖的摩擦所引起地層擾動(dòng)，有效控制后續(xù)沉降。另外，摩擦力及推力的減小也有助于減小對(duì)周圍結(jié)構(gòu)物的影響。
[0005]減摩材料的技術(shù)效果受減摩劑成分、注入壓力、注入口分布等因素的影響，如何采用合適的工藝參數(shù)以達(dá)到最佳的減摩劑注入效果，是隧道盾構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域中的重要課題，這一課題的研究只單純地通過(guò)理論分析方法進(jìn)行是不夠的，試驗(yàn)研究是解決這一技術(shù)課題的必不可少的重要方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)，該類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)包括:
[0008]土箱，所述土箱為用于盛放試驗(yàn)土的箱體；
[0009]模擬盾殼組件，其包括模擬盾殼板和油壓千斤頂;所述模擬盾殼板從所述土箱的側(cè)面插設(shè)于所述所述土箱的底部，所述模擬盾殼板貼近所述土箱的底板，所述模擬盾殼板的上表面設(shè)置有注入孔;所述油壓千斤頂用于驅(qū)動(dòng)所述模擬盾殼板沿所述底板的方向移動(dòng)；
[0010]土壓模擬組件，設(shè)置于所述土箱的頂部，用于向所述土箱內(nèi)的試驗(yàn)土施加豎向壓力；
[0011]減摩劑注入組件，連接于所模擬盾殼板的注入孔，用于通過(guò)所述注入孔向所述模擬盾殼板的上方注入減摩劑。
[0012]本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述土箱為無(wú)蓋箱體，所述土箱的側(cè)面底部設(shè)置有插接縫。
[0013]本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述模擬盾殼板的第一端從所述土箱的所述插接縫插入所述土箱內(nèi)部;所述土箱的底板設(shè)置有兩道互相平行的導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌的頂部嵌設(shè)有多個(gè)鋼滾珠;所述模擬盾殼板的下表面設(shè)置有兩條和所述導(dǎo)軌相對(duì)應(yīng)的凹槽，所述模擬盾殼板的兩個(gè)凹槽分別架設(shè)于兩個(gè)所述軌道。
[0014]本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述油壓千斤頂安裝于所述土箱的下方，所述油壓千斤頂?shù)幕钊麠U連接于所述模擬盾殼板的第二端。
[0015]本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述油壓千斤頂還包括一油壓組件，所述油壓組件用于檢測(cè)所述油壓千斤頂推動(dòng)所述模擬盾殼板的推力。
[0016]本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述土壓模擬組件包括加壓袋、壓力計(jì)以及壓縮機(jī);所述加壓袋固定安裝于所述土箱的頂部、所述試驗(yàn)土的上表面，所述壓縮機(jī)用于向所加壓袋注入壓縮空氣，所述壓力計(jì)用于檢測(cè)所述加壓袋內(nèi)部的氣壓。
[0017]本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述減摩劑注入組件包括壓力計(jì)、注入栗和壓縮機(jī);所述注入栗通過(guò)管道連接于所述模擬盾殼板的注入孔，所述注入栗通過(guò)所述壓縮機(jī)提供的壓縮空氣將所述減摩劑輸送至所述注入孔，所述壓力計(jì)用于檢測(cè)所述減摩擦劑的注入壓力。
[0018]本發(fā)明可應(yīng)用在研究在軟土地區(qū)類矩形盾構(gòu)施工中給盾殼外部注入不同材料的減摩效果。這種系統(tǒng):(I)可較為真實(shí)的模擬實(shí)際工程中類矩形盾構(gòu)機(jī)外殼上部所受的土體自重應(yīng)力；(2)可較為真實(shí)的模擬實(shí)際工程中類矩形盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程盾殼與圍巖產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；(3)可實(shí)時(shí)觀測(cè)和評(píng)價(jià)減摩劑注入后的減摩效果；(4)試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際類矩形盾構(gòu)施工中，可有效提高施工質(zhì)量，減少工程事故的發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明中的模擬盾殼板的下表面的示意圖；以及[0021 ]圖3為本發(fā)明中的土箱的縱截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行介紹:
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的類矩形盾構(gòu)減摩擦劑擴(kuò)散試驗(yàn)系統(tǒng)包括土箱10、模擬盾殼組件20、土壓模擬組件30以及減摩劑注入組件40。
[0025]土箱10為用于盛放試驗(yàn)土 11的箱體。試驗(yàn)土 11是現(xiàn)場(chǎng)原狀土，用于模擬盾構(gòu)機(jī)周圍的圍巖。土箱1為無(wú)蓋立方體箱體，其材質(zhì)可以為鋼材也可以為鋁合金。
[0026]如圖1所不，模擬盾殼組件20包括模擬盾殼板21和油壓千斤頂22。模擬盾殼板21從土箱10的側(cè)面插設(shè)于土箱10的底部，模擬盾殼板21貼近土箱10的底板12。油壓千斤頂22安裝于土箱10的下方，用于驅(qū)動(dòng)模擬盾殼板21沿底板12的方向水平移動(dòng)。模擬盾殼板21通過(guò)水平移動(dòng)模擬盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀況。由于試驗(yàn)土 11覆蓋于模擬盾殼板21的上表面，因此在模擬盾殼板21運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還可模擬盾構(gòu)外殼和周圍圍巖的相互作用。
[0027]如圖1至圖3所示，在本實(shí)施例中，土箱10的側(cè)面的底部設(shè)置有一條插接縫13。插接縫13位于土箱10的側(cè)壁14和底板12的結(jié)合處。插接縫13的長(zhǎng)度略大于模擬盾殼板21的寬度。模擬盾殼板21的第一端從土箱10的插接縫13插入土箱10內(nèi)部。土箱10的底板12設(shè)置有