本技術(shù)屬于隧道施工，涉及一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置。

背景技術(shù)：

1、目前針對(duì)物理模型試驗(yàn)中如何模擬tbm工法隧道開(kāi)挖，眾多學(xué)者都曾研發(fā)了一系列的方法，比如：推頂法、排液法、微型盾構(gòu)機(jī)法等。無(wú)論是推頂法、排液法還是微型盾構(gòu)法都存在一定的缺陷。推頂法造價(jià)相對(duì)其他方法更高，不適用于不等高隧道或是非等半徑彎曲隧道；排液法可以模擬隧道施工中的開(kāi)挖卸載以及地層損失，但是不能模擬開(kāi)挖面的支護(hù)力；微型盾構(gòu)機(jī)法可以真實(shí)模擬盾構(gòu)開(kāi)挖，但是代價(jià)較高。運(yùn)用以上方法的模擬施工裝置各有缺陷，因此急需設(shè)計(jì)一種可以快速模擬tbm開(kāi)挖，沒(méi)有傳統(tǒng)方法的繁瑣，操作更為簡(jiǎn)單、靈活，適用于各類高度的隧道或是彎曲隧道；可模擬開(kāi)挖面的支護(hù)力；適用于縮尺模型試驗(yàn)，以及離心機(jī)實(shí)驗(yàn)且實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)于重力加速度條件沒(méi)有限制，實(shí)用性較強(qiáng)的電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)?zāi)Mtbm法隧道施工的裝置十分有必要。

2、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，人們經(jīng)過(guò)不斷探索，提出了各種各樣的解決方案，如中國(guó)專利公開(kāi)了一種電熱熔蠟法隧道電纜溝一體化施工裝置[申請(qǐng)?zhí)枺?01922366039.6]，包括鋼模板，鋼模板包括內(nèi)鋼模板和外鋼模板，內(nèi)鋼模板為矩形內(nèi)鋼模板，設(shè)置在電纜溝底板上綁扎的鋼筋架上，鋼筋架上設(shè)置有支撐內(nèi)鋼模板的支撐柱，外鋼模板設(shè)置在電纜溝的側(cè)壁處，內(nèi)鋼模板與外鋼模板與水泥混凝土接觸面均涂刷有厚度均勻的石蠟層，內(nèi)鋼模板與外鋼模板上與水泥混凝土接觸面相對(duì)應(yīng)的一側(cè)均設(shè)置有加熱層，加熱層的外部敷設(shè)有保溫層，加熱層由設(shè)置在鋼模板上的絕緣電熱絲構(gòu)成，絕緣電熱絲的端點(diǎn)導(dǎo)線由鋼模板的一端引出，加熱層內(nèi)側(cè)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器通過(guò)其上的導(dǎo)線與鋼模板外部的數(shù)顯自動(dòng)溫度控制器相連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置。

2、為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案：

3、一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，包括隧道襯砌模型，所述的隧道襯砌模型外側(cè)設(shè)有兩個(gè)相互抵接且將隧道襯砌模型包圍的澆筑模具，所述的隧道襯砌模型與澆筑模具之間形成澆筑腔室，所述的隧道襯砌模型上螺旋繞設(shè)有等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)，所述的隧道襯砌模型外壁面上具有用于固定等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)的連接保護(hù)件。

4、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，所述的等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于隧道襯砌模型上的外護(hù)套，所述的外護(hù)套由內(nèi)而外設(shè)有ptc發(fā)熱體和阻燃聚烯烴，所述的外護(hù)套螺旋等距繞設(shè)于隧道襯砌模型上。

5、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，所述的外護(hù)套的螺旋繞設(shè)間距小于外護(hù)套寬度。

6、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，所述的外護(hù)套上具有鍍錫銅絲，所述的外護(hù)套尾段具有延伸至隧道襯砌模型外側(cè)的供電件，所述的供電件與鍍錫銅絲相連。

7、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，所述的供電件包括設(shè)置于隧道襯砌模型尾段的通電電線和電源，所述的通電電線與鍍錫銅絲相連。

8、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，所述的連接保護(hù)件包括設(shè)置于隧道襯砌模型外壁面上的鋁箔膠帶，所述的隧道襯砌模型和外護(hù)套分別與鋁箔膠帶的連接面相固定。

9、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，所述的隧道襯砌模型接口處光滑平整，所述的隧道襯砌模型的頂部與澆筑模具的頂部平齊。

10、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，所述的澆筑模具的內(nèi)徑大于隧道襯砌模型的外徑，所述的澆筑模具由樹(shù)脂材料制成。

11、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，所述的澆筑腔室內(nèi)填充有澆注蠟液。

12、在上述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置中，還包括試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖洌龅脑囼?yàn)?zāi)Ｐ拖涮畛溆心M填筑料。

13、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

14、1、本實(shí)用新型在使用過(guò)程中，將隧道襯砌模型作為模擬真實(shí)澆筑好的隧道襯砌，將等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)均勻的繞設(shè)于隧道襯砌模型上，保證分段加熱(模擬tbm隧道分區(qū)段開(kāi)挖)且加熱均勻時(shí)，開(kāi)挖面后方土體穩(wěn)定，保證開(kāi)挖面支護(hù)力的存在，連接保護(hù)件可防止等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)受損發(fā)生危險(xiǎn)，保護(hù)性較好，將隧道襯砌模型豎向平穩(wěn)放好，在其外側(cè)拼接好兩塊，保證隧道襯砌模型處于澆筑模具的中間，保證蠟層的半徑大致相同，還原混凝土澆筑襯砌的結(jié)構(gòu)；隧道襯砌模型與兩塊澆筑模具底部進(jìn)行密封處理，防止蠟液流出，將融化的蠟緩慢倒入澆筑腔室中，直至隧道襯砌模型全被蠟液所包裹，等待蠟液凝固，分開(kāi)澆筑模具，取出澆筑好的模型，將澆筑好的模型放入至試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖鋬?nèi)并填充分層材料，對(duì)等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)進(jìn)行通電，將蠟進(jìn)行融化，本裝置配合電熱融蠟法，可以快速模擬tbm開(kāi)挖，沒(méi)有傳統(tǒng)方法的繁瑣，操作更為簡(jiǎn)單、靈活，適用于各類高度的隧道或是彎曲隧道；可模擬開(kāi)挖面的支護(hù)力；適用于縮尺模型試驗(yàn)，以及離心機(jī)實(shí)驗(yàn)且實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)于重力加速度條件沒(méi)有限制，實(shí)用性較強(qiáng)。

15、2、本實(shí)用新型在模型試驗(yàn)過(guò)程中，沒(méi)有其他方法的壓力傳感器布設(shè)繁瑣、接線困難、要求機(jī)器適配度高等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間和人力。

16、本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

技術(shù)特征：

1.一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，包括隧道襯砌模型(1)，所述的隧道襯砌模型(1)外側(cè)設(shè)有兩個(gè)相互抵接且將隧道襯砌模型(1)包圍的澆筑模具(2)，其特征在于，所述的隧道襯砌模型(1)與澆筑模具(2)之間形成澆筑腔室(3)，所述的隧道襯砌模型(1)上螺旋繞設(shè)有等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)(4)，所述的隧道襯砌模型(1)外壁面上具有用于固定等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)(4)的連接保護(hù)件(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，所述的等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)(4)包括設(shè)置于隧道襯砌模型(1)上的外護(hù)套(6)，所述的外護(hù)套(6)由內(nèi)而外設(shè)有ptc發(fā)熱體(7)和阻燃聚烯烴(8)，所述的外護(hù)套(6)螺旋等距繞設(shè)于隧道襯砌模型(1)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，所述的外護(hù)套(6)的螺旋繞設(shè)間距小于外護(hù)套(6)寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，所述的外護(hù)套(6)上具有鍍錫銅絲(9)，所述的外護(hù)套(6)尾段具有延伸至隧道襯砌模型(1)外側(cè)的供電件(10)，所述的供電件(10)與鍍錫銅絲(9)相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，所述的供電件(10)包括設(shè)置于隧道襯砌模型(1)尾段的通電電線(11)和電源(12)，所述的通電電線(11)與鍍錫銅絲(9)相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，所述的連接保護(hù)件(5)包括設(shè)置于隧道襯砌模型(1)外壁面上的鋁箔膠帶(13)，所述的隧道襯砌模型(1)和外護(hù)套(6)分別與鋁箔膠帶(13)的連接面相固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，所述的隧道襯砌模型(1)接口處光滑平整，所述的隧道襯砌模型(1)的頂部與澆筑模具(2)的頂部平齊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，所述的澆筑模具(2)的內(nèi)徑大于隧道襯砌模型(1)的外徑，所述的澆筑模具(2)由樹(shù)脂材料制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，所述的澆筑腔室(3)內(nèi)填充有澆注蠟液。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬tbm法隧道施工的裝置，其特征在于，還包括試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?14)，所述的試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?14)填充有模擬填筑料(15)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電熱熔蠟法在模型試驗(yàn)中模擬TBM法隧道施工的裝置。本技術(shù)包括隧道襯砌模型，所述的隧道襯砌模型外側(cè)設(shè)有兩個(gè)相互抵接且將隧道襯砌模型包圍的澆筑模具，所述的隧道襯砌模型與澆筑模具之間形成澆筑腔室，所述的隧道襯砌模型上螺旋繞設(shè)有等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)，所述的隧道襯砌模型外壁面上具有用于固定等距式分段加熱融蠟結(jié)構(gòu)的連接保護(hù)件。本技術(shù)可以快速模擬TBM開(kāi)挖，沒(méi)有傳統(tǒng)方法的繁瑣，操作更為簡(jiǎn)單、靈活，適用于各類高度的隧道或是彎曲隧道；可模擬開(kāi)挖面的支護(hù)力；適用于縮尺模型試驗(yàn)，以及離心機(jī)實(shí)驗(yàn)且實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)于重力加速度條件沒(méi)有限制，實(shí)用性較強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：董宇,潘振華,劉正根,呂斌,呂皓明,馬國(guó)海,馬鑫,曲宏略,黃璐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州鐵路設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：20231227
技術(shù)公布日：2024/12/10