【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及顶管施工，尤其涉及一种多洞组合顶管模型试验装置及试验方法。
技术介绍
1、顶管施工是一种用于地下隧道施工的工程技术，用于越过地下障碍物，例如道路、河流或其他地下管线。而多洞组合顶管则是近年来才得到发展，未来或将投入实际工程使用的系统，其由多个顶管单元组成，每个单元之间通过连接装置连接在一起形成一个整体，但每个顶管单元可独立顶进。如此每次顶管系统推进时，可以分多段顶进使顶管管节逐渐被推进到目标位置。多洞组合顶管技术的优势包括：(1)节省材料和成本：原本大开口的顶管面整体设计通过在其中集成多个孔洞，使得同一顶管可以同时用于多个管道或设备的安装。节省材料和成本，减少工程的总体投资。(2)减小设备体积便于运输：多洞组合顶管将多个管道或设备集成在一个顶管内，减小了单个组合管道的体积，便于盾构器械的生产运输。(3)降低施工风险：通过依次顶进，降低每次顶进的工作面面积，更加利于维持开挖面稳定，减少地下水渗漏、土壤坍塌等潜在的施工问题，从而降低地下工程施工的风险和不确定性。然而，目前关于多洞组合顶管的研究还尚有不足。
2、在岩土工程领域的研究中，顶管模型试验作为一种有效的研究手段，受到了学者的广泛采用。通过进行模型试验，可以更好地理解顶管工法的工作原理、相互作用和结构行为，并为工程设计和施工提供有力的支持和指导。模型试验的开展首要在于试验装置的研发，而目前现有的顶管试验装置基本由三部分组成：(1)模型箱装置：用于在实验室环境中模拟顶管的工作原理和行为。这些模型装置通常由透明的材料制成，以便观察土体的行为和洞口的连接情况
3、如专利公布号cn110261577b公布了一种矩形顶管模型试验装置，包括：模型试验箱，顶推平台，压力机，压力板，预制模型管片以及压浆系统，可以模拟矩形管片在顶进过程中对周围土体的扰动及管片与土体之间的相互作用，为实际施工提供参考。
4、专利公布号cn216525810u公布了一种矩形顶管试验装置，使用一套含模型实验及实验供力系统的装置完成对不同覆土深度的顶进工况、不同净距的顶进工况，以实现对实际案例的多角度考量。
5、专利公布号cn 116291535 a公布了一种单刀盘全断面开挖顶管装置，包括工作台、顶推滑移缸、滑移台、旋转电机、旋转轴、支撑挡板、导向顶管头、伸缩切割刀和螺旋出土器。通过换装不同的导向顶管头，可实现单刀盘情况的各类顶管断面的全断面开挖。
6、然而，相比以上传统顶管试验，多洞组合顶管的设计还需要考虑到多个孔洞的布局以及各个孔洞之间的关系，但目前尚未有专用于多洞组合顶管试验装置提出。此外，现有模型试验装置集成程度尚且较低，多套单一试验装置离散性比较强，未能形成一套整体装备，且在大尺寸模型顶管试验中常见的漏土问题也未能得到充分考虑。
技术实现思路
1、为了克服现有的技术的不足，本专利技术提供一种多洞组合顶管模型试验装置及试验方法，旨在在控制实验条件下模拟和评估多洞组合顶管的性能，并提供科学的依据和数据支持工程实践中的应用。
2、本专利技术技术方案如下所述：
3、一种多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，包括工作台，所述工作台上设有：
4、顶推电机配电箱，
5、反力架，
6、以及至少两组相邻的顶推单元，至少两组所述顶推单元的顶推距离不同，每组所述顶推单元包括齿轮齿条顶推机、位于所述齿轮齿条顶推机前侧的一体式导向顶管外壳、位于所述一体式导向顶管外壳前端并与所述齿轮齿条顶推机连接的刀盘组件，所述齿轮齿条顶推机设置于所述反力架上，且所述齿轮齿条顶推机与所述顶推电机配电箱电连接。
7、根据上述方案的本专利技术，其特征在于，该多洞组合顶管模型试验装置还包括模型箱，所述模型箱设于所述一体式导向顶管外壳的前侧，且所述模型箱上设有防漏结构。
8、进一步的，所述模型箱的正前方面板开设有第一开口，所述第一开口上设置有开口贴片，所述开口贴片上开设有略大于所述一体式导向顶管外壳的第二开口，所述第二开口上设置有防漏垫片。
9、根据上述方案的本专利技术，其特征在于，所述一体式导向顶管外壳的下方通过出土空洞连接有螺旋出土器。
10、根据上述方案的本专利技术，其特征在于，所述双层反力架上还设置有用于放置所述齿轮齿条顶推机的弹簧卡座。
11、进一步的，所述一体式导向顶管外壳的前侧端部往内缩进预设距离设置有土仓隔板。
12、更进一步的，所述土仓隔板的后方设置有齿位相咬合的传动大齿轮和传动小齿轮，所述土仓隔板的前方设置有传动小刀盘和主轴大刀盘，所述主轴大刀盘与所述传动大齿轮相连，所述传动小刀盘与所述传动小齿轮相连，所述传动大齿轮还与所述齿轮齿条顶推机的主轴相连。
13、根据上述方案的本专利技术，其特征在于，所述工作台上还设置有与所述一体式导向顶管外壳连接的顶推传动带，所述一体式导向顶管外壳上设置有索口。
14、另一方面，一种多洞组合顶管模型试验方法，其特征在于，基于上述的多洞组合顶管模型试验装置，进行试验时：
15、控制试验操作台按试验方案依次分段顶推前进，并最终将多段的一体式导向顶管外壳分段一致顶进至预设深度，在顶进过程中，通过顶推传动带及齿轮齿条顶推机推动一体式导向顶管外壳匀速前进，同时通过齿轮齿条顶推机中旋转电机带动一体式导向顶管外壳前方主轴大刀盘、传动小刀盘转动，刀盘切割土仓中土体破坏其致密状态，并将脱落的土体排出，以模拟掘进排土的功能。
16、根据上述方案的本专利技术，其特征在于，在进行试验前，先完成多洞组合顶管模型试验装置的组装过程以及顶进试验的准备过程。
17、根据上述方案的本专利技术，其有益效果在于：
18、1、本专利技术通过齿轮齿条顶推机驱动，利用一体化多洞组合顶管装置实现大尺寸模型箱顶管试验分段断面顶进，可进行多洞组合顶管工法的相关研究。
19、2、本试验装置搭具试验操作台，试验过程装置一体化，操作更加智能，流程更加简便。
20、3、大尺寸可视模型箱设计防漏垫片和开口贴片，有效避免试验顶进过程漏砂/土问题。
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1.一种多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，包括工作台，所述工作台上设有：
2.根据权利要求1所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，该多洞组合顶管模型试验装置还包括模型箱，所述模型箱设于所述一体式导向顶管外壳的前侧，且所述模型箱上设有防漏结构。
3.根据权利要求2所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，所述模型箱的正前方面板开设有第一开口，所述第一开口上设置有开口贴片，所述开口贴片上开设有大于所述一体式导向顶管外壳的第二开口，所述第二开口上设置有防漏垫片。
4.根据权利要求1所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，每个所述一体式导向顶管外壳的下方均通过出土空洞连接有螺旋出土器。
5.根据权利要求1所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，所述反力架上还设置有用于放置所述齿轮齿条顶推机的弹簧卡座。
6.根据权利要求5所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，所述一体式导向顶管外壳的前侧端部往内缩进预设距离设置有土仓隔板。
7.根据权利要求6所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，所述土仓
8.根据权利要求1所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，所述工作台上还设置有与所述一体式导向顶管外壳连接的顶推传动带，所述一体式导向顶管外壳上设置有索口。
9.一种多洞组合顶管模型试验方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的多洞组合顶管模型试验装置，进行试验时：
10.根据权利要求9所述的多洞组合顶管模型试验方法，其特征在于，在进行试验前，先完成多洞组合顶管模型试验装置的组装过程以及顶进试验的准备过程。
...【技术特征摘要】
1.一种多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，包括工作台，所述工作台上设有：
2.根据权利要求1所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，该多洞组合顶管模型试验装置还包括模型箱，所述模型箱设于所述一体式导向顶管外壳的前侧，且所述模型箱上设有防漏结构。
3.根据权利要求2所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，所述模型箱的正前方面板开设有第一开口，所述第一开口上设置有开口贴片，所述开口贴片上开设有大于所述一体式导向顶管外壳的第二开口，所述第二开口上设置有防漏垫片。
4.根据权利要求1所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，每个所述一体式导向顶管外壳的下方均通过出土空洞连接有螺旋出土器。
5.根据权利要求1所述的多洞组合顶管模型试验装置，其特征在于，所述反力架上还设置有用于放置所述齿轮齿条顶推机的弹簧卡座。
6.根据权利要求5所述的多洞组合顶管模型试验装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹玉新，吴祥，谢军，苏栋，张海山，余洪鑫，舒文鹏，邓艺英，龙伟义，陈湘生，周宁，
申请(专利权)人：中电建铁路建设投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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