CN210141128U

CN210141128U - 模拟管幕暗挖的试验装置

Info

Publication number: CN210141128U
Application number: CN201920725085.8U
Authority: CN
Inventors: 孙廉威; 韦实; 梁荣柱; 王新新
Original assignee: China University of Geosciences; Shanghai Construction Group Co Ltd
Current assignee: China University of Geosciences; Shanghai Construction Group Co Ltd
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2029-05-21

Abstract

本实用新型提供了一种模拟管幕暗挖的试验装置，属于地下空间开发技术领域，通过管幕暗挖的小比尺试验，为管幕暗挖技术提供理论基础。该模拟管幕暗挖的试验装置，包括模型试验箱、水平支撑装置、钢管桩围护结构以及土体，所述模型试验箱为敞口式，模型试验箱填充土体，土体由下至上包括砂土和饱和软土；模型试验箱侧壁下方设有排水孔；水平支撑装置与模型试验箱螺栓连接，为小比尺试验装置，与原型呈一定比例。通过该装置，可以模拟管幕暗挖过程中对周围土体的扰动、围护结构物理力学性状以及管幕暗挖的结构安全稳定性，为管幕暗挖技术积累理论基础，为以后在工程上的应用奠定坚实的基础。

Description

模拟管幕暗挖的试验装置

技术领域

本实用新型涉及地下空间开发技术领域，具体涉及一种模拟管幕暗挖的试验装置。

背景技术

管幕工法也叫排管顶进法，是一种新型暗挖法施工技术。管幕工法的施工原理是在始发井与接收井之间，利用顶管设备顶进钢管侧面相接形成排管，并在锁口空隙注入止水要求，形成超强支护，然后在管幕的保护下，施做地下箱涵结构，管幕可以为各种形状，像半圆形、圆形、门字型、口字型等。管幕法是大断面暗挖隧道的一种常见施工方法，它的优势在于能够运用小型化设备建造复杂断面的大型隧道。

管幕由刚性的钢管形成临时挡土结构，减少开挖时对邻近土体的扰动并相应减少周围土体的变形，以达到开挖时不影响地面活动，井维持上部建筑物与管线正常使用功能的目的。由于开挖土体或者推进箱涵是在管幕的保护下进行的，因此，地面沉降可以显着减少，管幕施工时开挖面的稳定性也大大增加了，同时，在管幕具有隔离地下水的作用，故施工时无需降低地下水位。

然而，实际施工时，往往施工区域状况复杂，在施工过程中不断出现地面、地下障碍物及异常地质情况，严重影响到施工进度及安全。

因此，亟需提供一种安全、经济的模拟管幕暗挖的试验装置，为管幕暗挖技术积累理论基础，以制定切实可行的施工方案，不断地优化施工工艺，克服杂填土、岩石、淤泥、地下水等不良地质条件及地下管网、地下结构等障碍物的影响。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模拟管幕暗挖的试验装置，通过管幕暗挖的小比尺试验，为管幕暗挖技术积累理论基础，从而保证施工进度及安全。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种模拟管幕暗挖的试验装置，模型试验箱、水平支撑装置装置、钢管桩围护结构以及土体，所述模型试验箱为敞口式，所述模型试验箱填充土体，所述土体由下至上包括砂土和饱和软土；所述模型试验箱侧壁下方设有排水孔；所述水平支撑装置与所述模型试验箱螺栓连接。

与现有技术相比，本实用新型有益的技术效果在于：

本实用新型提供的模拟管幕暗挖的试验装置，为小比尺试验装置，与原型呈一定比例。通过该装置，可以模拟管幕暗挖过程中对周围土体的扰动、围护结构物理力学性状以及管幕暗挖的结构安全稳定性，为管幕暗挖技术积累理论基础，为以后在工程上的应用奠定坚实的基础。

进一步地，为了取材方便，有效固定有机玻璃板，所述模型试验箱的外框

架由角钢焊接而成。

进一步地，为了制造一个开阔的视野，方便观察，同时能够承受土体压力，所述模型试验箱的底面和四个侧面均采用10mm厚的有机玻璃板制作而成。

进一步地，为模拟土体分层开挖，一个侧面的有机玻璃板由多块单元板竖向拼插连接而成。这样，每层开挖时，通过向上抽出该层对应的有机玻璃板即可从侧面开挖土体。

进一步地，所述排水孔处设有滤网，以防止土体外漏。排水孔本身的作用是使得饱和软土排水固结，因此，需要设置滤网阻挡土体穿过排水孔漏到模型试验箱外侧，以免影响实验效果。

进一步地，为了取材方便，节省成本，所述水平支撑装置由铝合金框架制作而成。铝合金框架制作的水平支撑装置通过螺栓固定到模型试验箱的侧壁上。

进一步地，为了整体受力平衡，同时达到较好地模拟效果，所述钢管桩由铝管制作而成。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中模拟管幕暗挖的试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中模拟管幕暗挖的试验装置模拟开挖后的状态示意图；

图3是本实用新型一实施例中模拟管幕暗挖的试验装置模拟开挖后一侧有机玻璃板的示意图。

图中：

10-模型试验箱，11-水平支撑装置，12-钢管桩，13-砂土，14-饱和软土，15-底板，16-排水孔，17-滤网，18-有机玻璃板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的模拟管幕暗挖的试验装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本实用新型技术方案的限制。

实施例一

下面结合图1至图3，详细说明本实用新型的模拟管幕暗挖的试验装置的结构组成。

如图1和图2所示，一种模拟管幕暗挖的试验装置，包括模型试验箱10、水平支撑装置11、钢管桩围护结构以及土体。模型试验箱10为敞口式，模型试验箱10填充土体，土体由下至上依次包括砂土13和饱和软土14；模型试验箱10侧壁下方设有排水孔16；水平支撑装置11与模型试验箱10螺栓连接。考虑到排水孔的作用是使得饱和软土排水固结，因此，排水孔16的标高与砂土13的标高一致。

具体来说，本实用新型提供的模拟管幕暗挖的试验装置，为小比尺试验装置，与原型呈一定比例。通过该装置，可以模拟管幕暗挖过程中对周围土体的扰动、围护结构物理力学性状以及管幕暗挖的结构安全稳定性，为管幕暗挖技术积累理论基础，为以后在工程上的应用奠定坚实的基础。

在本实施例中，更优选地，为了取材方便，有效固定有机玻璃板，模型试验箱10的外框架由角钢焊接而成。

在本实施例中，更优选地，为了制造一个开阔的视野，方便观察，同时能够承受土体压力，模型试验箱10的底面和四个侧面均采用10mm厚的有机玻璃板制作而成。

在本实施例中，更优选地，为模拟土体分层开挖，一个侧面的有机玻璃板由多块单元板竖向拼插连接而成。这样，每层开挖时，通过向上抽出该层对应的有机玻璃板即可从侧面开挖土体。

在本实施例中，更优选地，排水孔16处设有滤网17，以防止土体外漏。排水孔16本身的作用是使得饱和软土排水固结，因此，需要设置滤网阻挡土体穿过排水孔漏到模型试验箱外侧，以免影响实验效果。

在本实施例中，更优选地，为了取材方便，节省成本，水平支撑装置11由铝合金框架制作而成。铝合金框架制作的水平支撑装置11通过螺栓固定到模型试验箱10的侧壁上。

在本实施例中，更优选地，为了整体受力平衡，同时达到较好地模拟效果，钢管桩12由铝管制作而成。

请参考图3，随着土体逐渐分层开挖，施工侧的有机玻璃板18被移除，成为分散的多块单元板。基坑土体开挖完成后，在基坑侧饱和软土14上方浇筑基坑底板15。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。

Claims

1.一种模拟管幕暗挖的试验装置，其特征在于，包括：模型试验箱、水平支撑装置、钢管桩围护结构以及土体，所述模型试验箱为敞口式，所述模型试验箱填充土体，所述土体由下至上包括砂土和饱和软土；所述模型试验箱侧壁下方设有排水孔；所述水平支撑装置与所述模型试验箱螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的模拟管幕暗挖的试验装置，其特征在于，所述模型试验箱的外框架由角钢焊接而成。

3.根据权利要求2所述的模拟管幕暗挖的试验装置，其特征在于，所述模型试验箱的底面和四个侧面均采用10mm厚的有机玻璃板制作而成。

4.根据权利要求3所述的模拟管幕暗挖的试验装置，其特征在于，一个侧面的有机玻璃板由多块单元板竖向拼插连接而成。

5.根据权利要求1所述的模拟管幕暗挖的试验装置，其特征在于，所述排水孔处设有滤网。

6.根据权利要求1所述的模拟管幕暗挖的试验装置，其特征在于，所述水平支撑装置由铝合金框架制作而成。

7.根据权利要求1所述的模拟管幕暗挖的试验装置，其特征在于，所述钢管桩由铝管制作而成。