【技术实现步骤摘要】
施工及运营期隧道渗流场模型试验系统及其试验方法
本专利技术涉及一直施工及运营期隧道渗流场模型试验系统及其试验方法,属于土木工程试验领域。
技术介绍
隧道长期渗漏水可能导致隧道外地下水大量流失、地下水位下降、地表水源枯竭,伴随着水土流失、植被破坏、地面塌陷等发生;对隧道结构而言,渗漏水易造成衬砌变形、拱顶塌方,加速锚杆和拱架的腐蚀,同时侵蚀隧道内附属设施,此外,路面积水还会使行车环境恶化,影响行车安全,破坏路面质量。由此可见,解决隧道渗漏水问题将有助于保证隧道结构安全、延长其使用寿命、保护周围生态环境,其核心就是要了解隧道结构与渗流场体之间的关系。隧道开挖的各个阶段,地下渗流场会随之改变,采用隧道渗流场模型试验装置及其试验方法对地下渗流场进行测试,是研究地下水变化、水压力对隧道结构的影响及隧道涌水量等的一种重要手段。国内众多科研院所先后对矿山法和盾构隧道中的水问题进行了模型试验设计:(1)《岩石力学与工程》2007年第5期介绍了一种高水压隧道渗流场试验装置系统,由水压力加载装置、密闭箱体、隧道结构和水压力测试装置4部分组成,密闭箱体用钢板、槽钢和工字钢焊接加工而成,尺寸为2m×1m×1.3m,该系统仅能在恒定静水头作用下对圆形预制隧道结构进行模拟试验,无法实现隧道施工各阶段渗流场以及动水头和变水头的模拟。(2)专利权人为西南交通大学,中国专利申请号201120000959.7介绍了一种盾构隧道泄水式管片衬砌模型试验箱。该试验箱包括密闭承压的箱体、圆形PVC管构成的隧道模型以及储水容器,可以研究泄水式管片衬砌对围岩孔隙水压力和泄流量的影响,但不能体现动水头和变 ...
【技术保护点】
一种施工及运营期隧道渗流场模型试验系统,包括渗流模型箱的箱体(1)和采集水压和渗流量的数据采集装置,所述箱体(1)顶部设有压力表(2),箱体(1)侧壁底部设有排水的溢流孔(5),其特征在于:所述的箱体(1)的侧壁顶端设有模型箱上进水孔(12),侧壁底端设有模型箱下进水孔(13);箱体(1)相对的两侧壁上开有隧道孔;固定钢筋笼(6)的两端焊接固定于隧道孔的孔缘内壁上,外钢筋笼(7)及外钢筋笼(7)内的内钢筋笼(8)两端对准隧道孔,且内钢筋笼(8)的两端通过法兰盘(3)的内圈螺栓(3a)与法兰盘(3)连接,法兰盘(3)的外圈螺栓(3b)螺纹固定于箱体(1)的隧道孔的孔缘外壁上,外钢筋笼(7)的两端卡合于法兰盘(3)内表面的卡槽上;法兰盘(3)上设有可盖住法兰盘(3)内孔的盖板(4);固定钢筋笼(6)、内钢筋笼(8)、外钢筋笼(7)的端面、隧道孔和法兰盘(3)的内孔的形状均为马蹄形;固定钢筋笼(6)外包裹有由细钢丝网和无纺布混合而成的隔土层(9);在外钢筋笼(7)和内钢筋笼(8)之间螺纹连接有施工期隔土板(10);在内钢筋笼(8)的内表面上螺纹固定有掌子面挡水板(11);且施工期隔土板(10 ...
【技术特征摘要】
1.一种施工及运营期隧道渗流场模型试验系统,包括渗流模型箱的箱体(1)和采集水压和渗流量的数据采集装置,所述箱体(1)顶部设有压力表(2),箱体(1)侧壁底部设有排水的溢流孔(5),其特征在于:所述的箱体(1)的侧壁顶端设有模型箱上进水孔(12),侧壁底端设有模型箱下进水孔(13);箱体(1)相对的两侧壁上开有隧道孔;固定钢筋笼(6)的两端焊接固定于隧道孔的孔缘内壁上,外钢筋笼(7)及外钢筋笼(7)内的内钢筋笼(8)两端对准隧道孔,且内钢筋笼(8)的两端通过法兰盘(3)的内圈螺栓(3a)与法兰盘(3)连接,法兰盘(3)的外圈螺栓(3b)螺纹固定于箱体(1)的隧道孔的孔缘外壁上,外钢筋笼(7)的两端卡合于法兰盘(3)内表面的卡槽上;法兰盘(3)上设有可盖住法兰盘(3)内孔的盖板(4);固定钢筋笼(6)、内钢筋笼(8)、外钢筋笼(7)的端面、隧道孔和法兰盘(3)的内孔的形状均为马蹄形;固定钢筋笼(6)外包裹有由细钢丝网和无纺布混合而成的隔土层(9);在外钢筋笼(7)和内钢筋笼(8)之间螺纹连接有施工期隔土板(10);在内钢筋笼(8)的内表面上螺纹固定有掌子面挡水板(11);且施工期隔土板(10)与掌子面挡水板(11)位于同一垂向截面上。2.根据权利要求1所述的一种施工及运营期隧道渗流场模型试验系统,其特征在于:所述的模型箱上进水孔(12)或模型箱下进水孔(13)与移动式水箱装置相连,所述移动水箱装置的具体结构是:移动式水箱(14)置于升降式水箱架(15)的升降台上、移动式水箱(14)的进水口(14a)通过软管与设置于升降台下方的固定式水箱(16)内部的潜水泵(17)连接,移动式水箱(14)底部的出水口(14b)通过软管与模型箱上进水孔(12)或模型箱下进水孔(13)相连。3.一种用权利要求2所述的施工及运营期隧道渗流场模型试验系统模拟施工期隧道渗流场的试验方法,其步骤如下:A.将模拟围岩的岩土体按设定的压实度分层铺设、填充入渗流模型箱的箱体(1)中;并在岩土层中预埋水压力计;B.在外钢筋笼(7)和内钢筋笼(8)之间的施工期隔土板(10)的右侧填充模拟围岩...
【专利技术属性】
技术研发人员:何川,李铮,骆耀文,高翔,汪波,邹育麟,
申请(专利权)人:西南交通大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。