CN209841650U - 顶管实验箱的顶管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自带注浆机构的顶管实验箱的顶管，其特征是所述顶管包括有同一中心轴线的内顶管、外顶管，内顶管与外顶管之间通过骨架连接固定，外顶管上设有注浆孔、出浆孔；本实用新型的顶管具有结构简单，可视化，顶管作业和注浆方便等特点，在顶管同时，同步进行注浆，可进行模拟现场多条件下的顶管施工引发地层变形的模型试验。

Description

顶管实验箱的顶管

技术领域

本实用新型涉及一种地下工程顶管施工试验技术领域，具体地是涉及一种顶管实验箱的顶管，特别是涉及一种自带注浆机构的顶管实验箱的顶管。

背景技术

城市化发展过程中，城市扩张与稀缺土地资源供给不足的矛盾越来越明显。地下空间开发的规划和开发，可提高城市设施水平以增加城市的竞争力。随着地下空间开发的规模越来越大，地下空间的开发受到地质条件、水文条件、岩土类型、地面空间类型、已有地下设施、施工技术、经济能力、文化遗址、开发后的社会效益和环境效益等诸多因素的影响和制约，且开发利用具有一定的不可逆性，建成后很难改造或重建。地下空间建设中遇到的问题复杂，地下工程建设具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，是一项高风险建设工程。近几年城市地下工程建造过程中，基坑垮塌、地面沉陷、隧道涌水、掌子面垮塌、临近建筑物倾斜与倒塌等安全事故频发，不仅延误了工期，还造成了很大的经济损失和人员伤亡。

顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，它以液压为动力将顶管机和待铺设的管节在地下逐节顶进。施工过程中，不可避免地会对管道周围的土体产生扰动，引起管道周围土体产生变形，引起地面和地下土体的位移，即地层变形。当地层变形超过一定范围时，会严重危及邻近建( 构) 筑物基础、邻近建( 构) 筑物、地下管网和地面建筑物的安全，引起一系列岩土工程问题。目前，在顶管工法的设计与施工中，需要使用顶管实验箱模拟现场多条件下的顶管施工而引发地层变形的模型试验。

为了减小顶进时顶管所受摩阻力和控制顶管施工引起地表沉降，需要对管道周边土体以一定压力注入浆液，简称注浆。顶管在顶进的时进行的同步注浆和顶管结束后进行的充填注浆是顶管施工中的关键技术环节之一。同步注浆和充填注浆所用浆液性质不一样，其作用也不一样。同步注浆所注浆液起到的作用主要体现在两个方面：1、减阻作用；2、填充与支撑作用。顶管结束后，进行充填注浆，充填注浆起到充填和控制地层沉降的作用。

申请号为201210137982.X的发明专利申请公开了一种顶管注浆减阻的室内模拟实验系统，它包括试验箱、水平加载系统、竖向加载系统、注浆系统以及与该注浆系统相连的注浆导管等，所述待测管道由相互连接的管道前段和管道后段构成，且管道前段的管径粗于管道后段的管径，待测管道的管道壁上开设有至少一个注浆孔，所述注浆导管的出浆端伸入待测管道内并与所述注浆孔相连。该试验系统能模拟管道在土层中的顶进过程，测试在不同浆液配比、不同注浆压力下，管道顶进过程中的摩阻力和摩擦系数。但是，由于其注浆管需预先埋设在试验箱土体中，而工程实践中不可能预先埋设注浆管，且在顶管模拟过程中预埋的注浆管对周围土体有约束作用，不能很好的模拟实际顶管施工。因此，有必要发明一种能够真实模拟顶管施工实验中能进行顶管施工和同步注浆的顶管。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种自带注浆机构的顶管实验箱的顶管。

本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种顶管实验箱的顶管，所述顶管包括有同一中心轴线的内顶管、外顶管，内顶管与外顶管之间通过骨架连接固定，外顶管上设有注浆孔、出浆孔。

为注浆方便，本实用新型所述骨架将内顶管与外顶管之间的空间分隔成至少2个轴向的独立空间，外顶管上对应每个独立空间分别设有注浆孔、出浆孔。

为直观演示顶管施工的影响，本实用新型所述内顶管、外顶管与骨架为透明材料。

由于采用上述技术方案，本实用新型较好的实现了发明目的，顶管具有结构简单，可视化，顶管作业和注浆方便等特点，在顶管同时，同步进行注浆，可进行模拟现场多条件下的顶管施工引发地层变形的模型试验。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的E-E剖面图；

图3是图1的A-A剖面图；

图4是图1的B-B剖面图；

图5是图1的C-C剖面图；

图6是图1的D-D剖面图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1:

由图1、图2可知，一种顶管实验箱的顶管，所述顶管包括有同一中心轴线的内顶管31、外顶管32，内顶管31与外顶管32之间通过骨架33连接固定，外顶管32上设有注浆孔、出浆孔。

为直观演示顶管施工的影响，本实用新型所述内顶管31、外顶管32与骨架33为透明材料。

本实施例采用透明板材与骨架围成一个方形箱体，箱体底部设有排水孔。根据实验要求，往箱体内分层填筑所选择的透明土，并压实，填土过程中，安装好测量采集土压力值和地层位移数值的测量装置。所述测量装置包括土压力盒、测斜管、沉降钉等。

本实施例的内顶管31与外顶管32之间形成1个独立空间，在外顶管32上设有1个注浆孔，根据顶管长度设置多个出浆孔。在千斤顶上设有测力机构。

实验时，先将注浆设备与外顶管32上的注浆孔连接，将外顶管32外露的出浆孔临时用橡胶套封堵，顶管时，每次顶入5～10㎝后，通过注浆设备注浆，浆液从出浆孔流向外顶管32管壁外侧，充填在外顶管32外侧和管外土体之间的空隙内，以减少后续顶管时的阻力。根据顶管行程，确定各出浆孔的开闭。重复上述步骤，直至顶管3全部顶入透明土内。采集土压力值和地层位移数值，进行地层力学响应分析；通过千斤顶上设有的测力机构采集千斤顶顶进过程的顶力，并对注浆减阻效果进行评定；进行顶管减阻施工实验。

顶管结束后，还可进行充填注浆，进行顶管注浆抬升试验。

实施例2:

由图1、图3、图4、图5、图6可知，为注浆方便，本实用新型所述骨架33将内顶管31与外顶管32之间的空间分隔成至少2个轴向的独立空间，外顶管32上对应每个独立空间分别设有注浆孔、出浆孔。

本实施例将内顶管31与外顶管32之间的空间分隔成4个轴向的独立空间，外顶管32上对应每个独立空间分别设有注浆孔3E、出浆孔3A，注浆孔3F、出浆孔3B，注浆孔3G、出浆孔3C，注浆孔3H、出浆孔3D。

实验时，先将注浆管与注浆孔3E连接，注浆孔3E与外顶管32最顶端的出浆孔3A对应，再对千斤顶加压推动顶管3前移；根据顶管3的顶入行程，再将注浆管分别与注浆孔3F、注浆孔3G、注浆孔3H连接，分别对应由出浆孔3B、出浆孔3C、出浆孔3D出浆。采集土压力值和地层位移数值，进行地层力学响应分析；通过千斤顶上设有的测力机构采集千斤顶顶进过程的顶力，并对注浆减阻效果进行评定；进行顶管减阻施工实验。

顶管结束后，还可进行充填注浆，将注浆管与注浆孔3E、注浆孔3F、注浆孔3G和注浆孔3H连接，进行顶管注浆抬升试验。

余同实施例1。

Claims (3)

1.一种顶管实验箱的顶管，其特征是所述顶管包括有同一中心轴线的内顶管、外顶管，内顶管与外顶管之间通过骨架连接固定，外顶管上设有注浆孔、出浆孔。

2.根据权利要求1所述的顶管实验箱的顶管，其特征是所述骨架将内顶管与外顶管之间的空间分隔成至少2个轴向的独立空间，外顶管上对应每个独立空间分别设有注浆孔、出浆孔。

3.根据权利要求1或2所述的顶管实验箱的顶管，其特征是所述内顶管、外顶管与骨架为透明材料。