一种隧道开挖模型试验的抽管装置

1.本实用新型属于地铁工程和隧道工程技术领域，具体涉及一种抽管装置，尤其涉及一种隧道开挖模型试验的抽管装置。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，城市化进程不断加快，交通拥堵就成为了一个不可避免的问题，开发地下空间用以地铁建设能很好的解决这一问题。目前，模型试验是验证地铁隧道施工可行性的重要手段之一。但是在隧道开挖模型试验中，模拟盾壳的铁管抽出过程面临诸多问题：一是，铁管上部覆土较厚或者强度较高时，铁管不易从覆土中抽出；二是，人工或其他设备抽出铁管过程中难以控制稳定的速度和方向，从而影响试验的准确性。为解决上述问题，开展了大量资料搜索和现场调研来进行研究，发明了一种既能轻易抽出覆土中铁管，又能在抽管过程中保持稳定的速度和方向的隧道开挖模型试验的抽管装置。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种隧道开挖模型试验的抽管装置，该抽管装置安全可靠，不仅可以轻易抽出覆土中铁管，又可以在抽管过程中保持稳定的速度和方向，保证了试验的准确性，操作方便、结构简单、技术可行。
4.本实用新型所采取的技术方案是：隧道开挖模型试验的抽管装置，它由模型箱、铁管、十字铁架、电机、调速器、台架、卷线轴、钢丝绳、导向架组成；所述的模型箱由五块钢化玻璃构成，顶部无盖且前后两面开有孔洞；所述的铁管穿过孔洞置于模型箱内；所述的十字铁架焊接于铁管一端；所述的电机位于台座上方，与卷线轴连接；所述的调速器连接电机并控制其转速；所述的台架在电机下方，并固定电机位置；所述的卷线轴，中间为圆柱体两端为圆形挡板；所述的钢丝绳，其两端分别连接卷线轴和铁管；所述的导向架由底板、支柱和导向环构成。
5.本实用新型的使用方法是：隧道开挖模型试验的抽管装置，进行模型试验时，首先将模型箱组装完成，并在其前后两面分别开设一个孔洞；然后将铁管从模型箱前后两面的孔洞中穿过，并将十字铁架焊接在铁管一端；将台架固定在地面上，同时把电机和导向架固定在台架上面；将钢丝绳穿过导向架的导向环；把钢丝绳两端分别连接在卷线轴和十字铁架上；把调速器和电机用转接线连接；最后接通电源，通过调节调速器使电机保持试验所需的稳定转速，电机带动卷线轴缠绕钢丝绳，从而使钢丝绳带动铁管以稳定且合适的速度从覆土中抽出。
6.本实用新型的工作原理是：隧道开挖模型试验的抽管装置，在进行隧道开挖模型试验过程中，由于上部覆土厚度或强度较大，导致模拟盾壳的铁管难以从覆土中抽出，这时通过电机的强大扭矩带动卷线轴旋转，从而把钢丝绳缠绕在卷线轴上，进而使钢丝绳拖拽铁管从覆土中更轻易地脱离出来；导向架保证了钢丝绳始终保持同一方向移动，因此保证了铁管以稳定方向被抽出，减少了对覆土的扰动影响；同时配合上调速器的使用可以控制
铁管以稳定的速度从覆土中抽出，更加真实地还原了实际工程中盾构机以稳定速率掘进的过程。
7.本实用新型的有益效果是：隧道开挖模型试验的抽管装置，不仅适用于高校实验室，也适用于研究院、勘测院。此实用新型通过利用电机的强大扭矩和稳定转速，更加轻易地且匀速地抽出铁管，同时导向架控制抽管方向，减少抽管过程对覆土的扰动，保证了模型试验的准确性。此实用新型的改进技术原理简单，操作便捷，性价比高，实用性强，具有推广使用价值。
附图说明
8.图1为本实用新型隧道开挖模型试验的抽管装置的整体结构示意图
9.图2和图3为本实用新型隧道开挖模型试验的抽管装置的部分结构示意图图例说明：(1)-模型箱；(2)-铁管；(3)-十字铁架；(4)-电机；(5)-调速器；(6)-台架；(7)-卷线轴；(8)-钢丝绳；(9)-导向架。
具体实施方式
10.下面结合附图对实用新型做进一步说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构。
11.隧道开挖模型试验的抽管装置，它由模型箱(1)、铁管(2)、十字铁架(3)、电机(4)、调速器(5)、台架(6)、卷线轴(7)、钢丝绳(8)、导向架(9)组成；所述的模型箱(1)由五块钢化玻璃构成，顶部无盖且前后两面开有孔洞；所述的铁管(2)穿过孔洞置于模型箱(1)内；所述的十字铁架(3)焊接于铁管(2)一端；所述的电机(4)位于台座(6)上方，与卷线轴(7)连接；所述的调速器(5)连接电机(4)并控制其转速；所述的台架(6)在电机(4)下方，并固定电机(4)位置；所述的卷线轴(7)，中间为圆柱体两端为圆形挡板；所述的钢丝绳(8)，其两端分别连接卷线轴(7)和铁管(2)；所述的导向架(9)由底板、支柱和导向环构成。
12.本实用新型的使用方法是：隧道开挖模型试验的抽管装置，进行模型试验时，首先将模型箱(1)组装完成，并在其前后两面分别开设一个孔洞；然后将铁管(2)从模型箱(1)前后两面的孔洞中穿过，并将十字铁架(3)焊接在铁管(2)一端；将台架(6)固定在地面上，同时把电机(4)和导向架(9)固定在台架(6)上面；将钢丝绳(8)穿过导向架(9)的导向环；把钢丝绳(8)两端分别连接在卷线轴(7)和十字铁架(3)上；把调速器(5)和电机(4)用转接线连接；最后接通电源，通过调节调速器(5)使电机(4)保持试验所需的稳定转速，电机(4)带动卷线轴(7)缠绕钢丝绳(8)，从而使钢丝绳(8)带动铁管(2)以稳定且合适的速度从覆土中抽出。


技术特征：
1.一种隧道开挖模型试验的抽管装置，其特征在于，它由模型箱、铁管、十字铁架、电机、调速器、台架、卷线轴、钢丝绳、导向架组成；所述的模型箱由五块钢化玻璃构成，顶部无盖且前后两面开有孔洞；所述的铁管穿过孔洞置于模型箱内；所述的十字铁架焊接于铁管一端；所述的电机位于台座上方，与卷线轴连接；所述的调速器连接电机并控制其转速；所述的台架在电机下方，并固定电机位置；所述的卷线轴，中间为圆柱体两端为圆形挡板；所述的钢丝绳，其两端分别连接卷线轴和铁管；所述的导向架由底板、支柱和导向环构成。

技术总结
本实用新型公开了一种隧道开挖模型试验的抽管装置，属于地铁工程和隧道工程技术领域，为解决隧道开挖模型试验中模拟盾壳的铁管不易抽出，在抽出铁管过程中难以保持恒定速度和方向的问题而设计。本实用新型由模型箱、铁管、十字铁架、电机、调速器、台架、卷线轴、钢丝绳、导向架组成；所述的模型箱由五块钢化玻璃构成，顶部无盖且前后两面开有孔洞；所述的铁管穿过孔洞置于模型箱内；所述的十字铁架焊接于铁管一端；所述的电机位于台座上方，与卷线轴连接；所述的调速器连接电机并控制其转速；所述的台架在电机下方，并固定电机位置；所述的卷线轴，中间为圆柱体两端为圆形挡板；所述的钢丝绳，其两端分别连接卷线轴和铁管；所述的导向架由底板、支柱和导向环构成。该实用新型结构简单实用性强，有助于隧道开挖模型试验的实施。的实施。的实施。


技术研发人员：郭仁亮 张永娟 滕森
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/4/13