【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下结构施工，具体涉及一种用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统及方法。
技术介绍
1、泥水平衡顶管是地下结构施工工程中一种先进的非开挖施工技术，具有施工速度快、施工精度高、施工扰动小等优点，广泛应用于城市供水和排水系统、天然气和石油管道、通信和电力电缆的铺设等领域，然而当顶管施工过程中遇到高水压富水地层时，会面临诸多问题，包括地层的不稳定、管道推进阻力增大以及水土流失等，这些问题不仅增加了施工难度，还可能导致工程事故。
2、为了应对上述存在的问题，注浆技术成为了顶管施工中的一种重要的辅助施工方法，注浆技术广泛应用于改善地层条件、减小施工阻力以及防止水土流失，通过向地层中注入浆液，可以增强地层的稳定性，降低顶管推进过程中的摩擦阻力，改善施工环境，然而在高水压富水地层下中，当浆液驱替地下水，地下水也会稀释浆液，需要不断试验调节注浆配比等参数，以求达到较好的减阻效果，同时富水条件下注浆困难，注浆压力往往会增大，较大的注浆压力可能会对管道安全造成威胁例如管道局部或整体上浮、错台、开裂等，因此也需要对注浆压力对管片的影响进行评估，因此如何在高水压富水地层下评估注浆压力的影响以及浆液的减阻影响，成为了顶管施工中需要解决的关键技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统及方法，以便达到在高水压富水地层下为注浆压力的影响以及浆液的减阻影响的评估提供全面数据支撑的技术效果。
2、本专利技术实施例
3、试验箱，所述试验箱包括容置空间；
4、管道，所述管道包括相互连接的第一管节和第二管节，所述第一管节和所述第二管节设置于所述容置空间内；
5、注浆装置，所述注浆装置包括相互连通的注浆组件和注浆孔，所述注浆孔设置于所述第二管节上；
6、顶推装置，所述顶推装置包括推力杆和推力杆控制器，所述推力杆和所述推力控制器电信号连接，其中所述顶推装置推动所述管道移动；
7、监测装置，所述监测装置包括数据采集器、第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述数据采集器分别与第一传感器、第二传感器和第三传感器电信号连接，其中所述第一传感器设置于所述容置空间内并采集浆液压密土体产生的附加压力数据，所述第二传感器设置于所述容置空间内并采集浆液渗流引起的附加压力数据，所述第三传感器设置于所述第一管节上并采集浆液作用于管道上的压力数据；
8、注水装置，所述注水装置与所述容置空间连通。
9、优选的，所述管道包括若干个相互连接的第一管节和第二管节，并且若干个第一管节和第二管节依次交替设置。
10、优选的，所述管道还包括：第三管节，所述第三管节的一端与第一管节或第二管节连接、另一端与所述顶推装置连接，并且所述第三管节设置于所述容置空间外。
11、优选的，所述第一传感器包括若干个，若干个所述第一传感器设置于所述管道的上方，并且每个所述第一传感器均分布在浆液压密土体产生的附加压力作用的范围内；
12、所述第二传感器包括若干个，若干个所述第二传感器设置于所述管道的上方，并且每个所述第二传感器均分布在浆液渗流引起的附加压力作用的范围内。
13、优选的，所述顶推装置还包括；法兰盘，反力墙，所述推力杆的一端与所述法兰盘连接、另一端与所述反力墙连接。
14、优选的，所述试验箱包括：底板，所述底板上设置有依次连接的第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，并且所述第一侧板和第三侧板相对设置，所述第二侧板和第四侧板相对于设置；其中，所述相对设置的第一侧板和第三侧板上分别设置有安装孔，并且两个所述安装孔分别对应设置或者所述相对设置的第二侧板和第四侧板上分别设置有安装孔，并且两个所述安装孔分别对应设置。
15、优选的，所述底板采用钢板制成；所述第一侧板和第三侧板采用透明有机玻璃制成、所述第二侧板和第四侧板采用钢板制成；或者，所述第一侧板和第三侧板采用钢板制成、所述第二侧板和第四侧板采用透明有机玻璃制成。
16、优选的，所述注浆孔为四个，四个所述注浆孔沿着所述第二管节的周向均匀设置在所述第二管节上；或者，所述注浆孔为六个，六个所述注浆孔沿着所述第二管节的周向均匀设置在所述第二管节上。
17、优选的，所述注浆组件还包括：注浆泵；注浆管，所述注浆泵通过所述注浆管与所述注浆孔连通。
18、本专利技术通过由试验箱、管道、注浆装置、顶推装置、监测装置和注水装置组成的试验系统，并通试验箱、管道、注浆装置、顶推装置、监测装置和注水装置之间的结构配合从而达到能够有效模拟高水压富水地层下注浆的试验环境，并为顶管施工过程中浆液对管道的压力影响以及不同浆液配比、不同注浆孔布置形式、不同注浆时间对于减阻效果影响的评估提供全面的数据依据。
19、本专利技术实施例第二方面公开用于高水压富水地层顶管施工评估的试验方法，该方法应用于用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，所述方法包括如下步骤：
20、步骤1：向试验箱的容置空间内填充填土并进行压实，使压实后填土的上表面与安装孔的下表面齐平；
21、步骤2：通过安装孔将管道安装于试验箱的容置空间内，并将管道与顶推装置连接；
22、步骤3：继续向试验箱的容置空间内填充填土并进行压实，并在管道上方的位置设置第一传感器和第二传感器，将第一传感器、第二传感器和第三传感器分别与数据采集器电信号连接；
23、步骤4：启动注水装置向填土中注水至设计水位，并记录第一传感器、第二传感器和第三传感器采集的第一次数据；
24、步骤5：在不注浆的前提下，启动顶推装置顶推管道移动，并记录第一次的顶进力；
25、步骤6：启动注浆装置向填土中注入浆液，并记录第一传感器、第二传感器和第三传感器采集的第二次数据；
26、步骤7：关闭注浆装置，启动顶推装置顶推管道移动，并记录第二次的顶进力；
27、步骤8：通过改变浆液配比、注浆孔布置形式、注浆时间重复上述步骤1-7。
28、本专利技术通过上述方法步骤可以采集到每次测试试验中用于顶管施工过程中浆液对管道的压力影响以及不同浆液配比、不同注浆孔布置形式、不同注浆时间对于减阻效果影响进行评估的数据，同时可以通过改变浆液配比、注浆孔布置形式、注浆时间等参数重复上述方法步骤，得到多次测试试验的数据，从而可以得到最优的浆液配比、注浆孔布置形式、注浆时间的参数。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于：所述管道(2)包括若干个相互连接的第一管节(21)和第二管节(22)，并且若干个第一管节(21)和第二管节(22)依次交替设置。
3.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于：所述管道(2)还包括：
4.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于:
5.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于，所述顶推装置(4)还包括；
6.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于，所述试验箱(1)包括：
7.根据权利要求6所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特
10.一种用于高水压富水地层顶管施工评估的试验方法，其特征在于：应用于如权利要求1至9任一项所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，所述方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于：所述管道(2)包括若干个相互连接的第一管节(21)和第二管节(22)，并且若干个第一管节(21)和第二管节(22)依次交替设置。
3.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于：所述管道(2)还包括：
4.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于:
5.根据权利要求1所述的用于高水压富水地层顶管施工评估的试验系统，其特征在于，所述顶推装置(...
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿山，唐吉祥，段现彪，朱加名，徐永金，张清照，沈向阳，熊雨飞，杨由天，黄有红，王新华，张金江，
申请(专利权)人：云南交投集团云岭建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。