管片壁后注浆检测模型的制作方法

1.本技术涉及工程技术领域，特别是涉及一种管片壁后注浆检测模型。


背景技术：

2.随着我国城镇化建设的持续推进和城市公共交通的不断发展，以盾构法为主要施工方法的城市地铁建设需求不断增加，下穿城市施工对地层沉降的把控有着更为严格的要求，因此针对盾构隧道壁后注浆机理和注浆质量方面的检测研究至关重要。
3.然而，由于注浆过程具有不可见性，往往只能依赖于探地雷达等无损检测技术对浆液的成型质量进行检测，但是探地雷达的探测结果往往难以得到准确验证，因此可通过模型试验对管片壁后注浆问题进行研究。
4.在当前已有研究中，通常是借助人工预制的注浆体来模拟浆液形态，并将其作为已知条件与雷达探测结果进行对比分析，但预制注浆体难以模拟出浆液在真实工程地质环境下的扩散过程和真实形态，因此其试验结果与工程实际存在较大差异。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种管片壁后注浆检测模型，能够对壁后注浆问题进行更真实、准确地研究。
6.一种管片壁后注浆检测模型，包括：
7.模拟箱，上下贯通；
8.管片，位于所述模拟箱的内底部，且边缘与所述模拟箱贴合，所述模拟箱内的管片上方用于填土，以模拟盾构环境下的土层；
9.模拟盾壳，一端贯穿所述模拟箱的一面，并可在所述模拟箱内活动，所述模拟盾壳位于所述管片上方，并与所述管片之间留有间隙，所述模拟盾壳的一端中部位置设置有注浆口，用于对所述管片与所述模拟箱内的土层之间进行注浆；
10.探地雷达，安装在所述管片下方，用于对浆液的相关数据进行采集。
11.在其中一个实施例中，还包括管片承台，所述管片承台对称设置有两个，所述管片承台的顶端开设有限位槽，所述管片的两端分别卡接在两个所述限位槽内。
12.在其中一个实施例中，还包括弧形导轨，所述弧形导轨的两端分别固定在两个所述管片承台上，所述探地雷达安装在所述弧形导轨的活动座上。
13.在其中一个实施例中，所述探地雷达与所述管片之间的距离始终保持不变。
14.在其中一个实施例中，所述模拟盾壳的注浆口处设置有凸出于其所处端面的注浆管，所述注浆管的另一端贯穿至所述模拟盾壳的另一端。
15.在其中一个实施例中，所述模拟盾壳的位于所述模拟箱外的一端表面开设有受拉孔。
16.在其中一个实施例中，所述受拉孔具有四个，分别位于所述模拟盾壳的两侧边处及所述注浆管的两侧位置处。
17.在其中一个实施例中，所述模拟箱的一面开设有弧形缺口，所述管片的一端位于所述弧形缺口的下方，且与所述弧形缺口之间构成安装口，所述模拟盾壳的一端通过所述安装口活动安装至所述模拟箱内。
18.在其中一个实施例中，所述弧形缺口处设置有弧形限位板，所述安装口位于所述管片与所述弧形限位板之间。
19.在其中一个实施例中，所述模拟箱由四个相互之间可拆卸式安装的板面构成。
20.上述管片壁后注浆检测模型，通过将管片固定在模拟箱的内底部，将模拟盾壳的一端活动贯穿至模拟箱内，且模拟盾壳位于管片与模拟箱内填充的土层之间，当模拟箱内的土层压实后，将模拟盾壳向模拟箱外拉动，拉动的过程中模拟盾壳上的注浆口会同时向模拟箱内的土层与管片之间进行注浆，注浆完成后，分别在不同时间段内使用探地雷达在管片下方不同位置对管片上方的浆液状态进行数据采集，研究不同龄期下浆液的成像效果。当浆液完全凝固后，可将模拟箱内填充的土层去除，并将管片上方凝固的注浆体取出，用于记录注浆体的形态和相关尺寸，可对浆液在岩土体重的渗透机理进行研究。使用该模型进行模拟检测，使得研究结果更真实、准确。
附图说明
21.图1为一个实施例的管片壁后注浆检测模型的结构示意图；
22.图2为一个实施例的管片承台的结构示意图；
23.图3为一个实施例的弧形导轨的结构示意图。
24.图中：100、模拟箱；110、弧形缺口；200、管片；300、模拟盾壳；310、受拉孔；320、注浆管；400、探地雷达；500、管片承台；510、限位槽；600、弧形导轨。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本技术的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或
仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.除非另有定义，本技术的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本技术的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.如图1至图3所示，在一个实施例中，一种管片壁后注浆检测模型，包括模拟箱100、管片200、模拟盾壳300和探地雷达400；模拟箱100上下贯通；管片200位于模拟箱100的内底部，且边缘与模拟箱100贴合，模拟箱100内的管片200上方用于填土，以模拟盾构环境下的土层；模拟盾壳300一端贯穿模拟箱100的一面，并可在模拟箱100内活动，模拟盾壳300位于管片200上方，并与管片200之间留有间隙，模拟盾壳300的一端中部位置设置有注浆口，用于对管片200与模拟箱100内的土层之间进行注浆；探地雷达400安装在管片200下方，用于对浆液的相关数据进行采集。
31.在使用前，将模拟盾壳300贯穿至模拟箱100内，并使模拟盾壳300覆盖在管片200上方，将管片200与模拟箱100上部空间隔开，随后向模拟箱100内进行填土，并将模拟箱100内填充的土压到密实状态。其中土壤选择实际工程操作中的外排土体，以使检测模型与实际盾构注浆过程所涉及的相关物件的材料一致。在使用时，启用拉力设备对模拟盾壳300进行拉扯，使模拟盾壳300向模拟箱100外部移动，并且模拟盾壳300在向模拟箱100外部移动的过程中模拟盾壳300上的注浆口会向模拟箱100内进行注浆。注入的浆液会聚集在管片200与填充的土层之间，其中该注浆口注入的浆液也需与工程中实际使用的浆液一致。注浆完成后，分别在不同时间段内使用探地雷达400在管片200下方不同位置对管片200上方的浆液状态进行数据采集，研究不同龄期下浆液的成像效果。当浆液完全凝固后，可将模拟箱100内填充的土层去除，并将管片200上方凝固的注浆体取出，用于记录注浆体的形态和相关尺寸，可对浆液在岩土体重的渗透机理进行研究。
32.上述管片壁后注浆检测模型，通过将管片200固定在模拟箱100的内底部，将模拟盾壳300的一端活动贯穿至模拟箱100内，且模拟盾壳300位于管片200与模拟箱100内填充的土层之间，当模拟箱100内的土层压实后，将模拟盾壳300向模拟箱100外拉动，拉动的过程中模拟盾壳300上的注浆口会同时向模拟箱100内的土层与管片200之间进行注浆，注浆完成后，分别在不同时间段内使用探地雷达400在管片200下方不同位置对管片200上方的浆液状态进行数据采集，研究不同龄期下浆液的成像效果。当浆液完全凝固后，可将模拟箱100内填充的土层去除，并将管片200上方凝固的注浆体取出，用于记录注浆体的形态和相关尺寸，可对浆液在岩土体重的渗透机理进行研究。使用该模型进行模拟检测，使得研究结果更真实、准确。
33.在本实施例中，模拟箱100由四个相互之间可拆卸式安装的板面构成。
34.具体的，模拟箱100由四个板面构成，四个板面可通过铆钉连接成为上部填土的容器，还可通过折叠的方式构成上部填土的容器，同时在改变试验方案过程中可进行灵活拆卸。
35.在本实施例中，管片壁后注浆检测模型还包括管片承台500，管片承台500对称设置有两个，管片承台500的顶端开设有限位槽510，管片200的两端分别卡接在两个限位槽
510内。
36.具体的，该管片承台500用于将模型假设到合适高度，便于后续对该检测模型进行操作及观察，同时该管片承台500还可将模拟箱100与模型放置平台分隔开。在模型使用过程中若管片200与模拟箱100内土层之间填充的浆液沿模拟箱100侧壁流出，不会因为模拟箱100底面与平台贴合而堆积在模拟箱100内壁上，而是沿管片承台500流到平台位置，不会堵塞在模拟箱100内，也避免了在浆液凝固后导致该检测模型无法有效拆除。
37.在本实施例中，管片壁后注浆检测模型还包括弧形导轨600，弧形导轨600的两端分别固定在两个管片承台500上，探地雷达400安装在弧形导轨600的活动座上。探地雷达400与管片200之间的距离始终保持不变。
38.具体的，弧形导轨600、管片200及模拟盾壳300的弯曲弧度一致，且相互之间保持一定间隔，通过将探地雷达400安装在弧形导轨600的活动座上，在需要对注浆体不同位置进行检测时，可驱动弧形导轨600的活动座移动，从而对探地雷达400的位置进行调整，使探地雷达400能够检测到注浆体不同龄期、不同位置的成像效果。
39.在本实施例中，模拟箱100的一面开设有弧形缺口110，管片200的一端位于弧形缺口110的下方，且与弧形缺口110之间构成安装口，模拟盾壳300的一端通过安装口活动安装至模拟箱100内。
40.具体的，弧形缺口110位于模拟箱100一面的下侧，且当管片200安装在两个安装槽内，模拟箱100固定在管片承台500上后，管片200的一端位于弧形缺口110的弧形部位之下，两者之间构成一个弧形的安装口，该安装口宽度保持不变，且弯曲弧度与管片200、模拟盾壳300和弧形导轨600的弯曲弧度一致。使用时直接将模拟盾壳300的一端通过该弧形的安装口插入模拟箱100内，安装更方便，使得模拟盾壳300与管片200之间各部分间隙保持一定。并且在对模拟箱100进行解体时不会因模拟盾壳300的插入对模拟箱100造成影响。
41.在本实施例中，弧形缺口110处设置有弧形限位板，安装口位于管片200与弧形限位板之间。
42.具体的，该弧形限位板位于弧形缺口110的弧形边缘，且弧形限位板的至少一端凸出于弧形缺口110的一侧，用以增加其与管片200之间的安装口的面积，从而使得模拟盾壳300插入安装口内后仅能够按照安装口的方向进行活动，避免出现模拟盾壳300因限位问题导致活动歪斜，影响注浆效果及检测结果。
43.在本实施例中，模拟盾壳300的注浆口处设置有凸出于其所处端面的注浆管320，注浆管320的另一端贯穿至模拟盾壳300的另一端。
44.具体的，模拟箱100上与注浆管320对应的一面上可开设一个凹槽，用于模拟盾壳300完全覆盖在管片200上时能够对模拟盾壳300上的注浆管320进行收纳，保证模拟盾壳300能够将管片200与模拟箱100内土层之间完全隔开。
45.在本实施例中，模拟盾壳300的位于模拟箱100外的一端表面开设有受拉孔310。受拉孔310具有四个，分别位于模拟盾壳300的两侧边处及注浆管320的两侧位置处。
46.具体的，模拟盾壳300受力的一端开设受拉孔310，使用时将拉力设备的驱动端连接在该受拉孔310内，保证拉力设备对模拟盾壳300的拉设力度及方向。为了保证模拟盾壳300在受拉力设备拉扯时能够始终保持稳定状态，因此将受拉孔310对称布置在模拟盾壳300的位于模拟箱100外部的一端。
47.上述管片壁后注浆检测模型，通过将管片200固定在模拟箱100的内底部，将模拟盾壳300的一端活动贯穿至模拟箱100内，且模拟盾壳300位于管片200与模拟箱100内填充的土层之间，当模拟箱100内的土层压实后，通过拉力设备连接模拟盾壳300上的受拉孔310，将模拟盾壳300向模拟箱100外拉动，拉动的过程中模拟盾壳300上的注浆管320会同时向模拟箱100内的土层与管片200之间进行注浆，注浆完成后，分别在不同时间段内对弧形导轨600进行驱动，以使探地雷达400在管片200下方不同位置对管片200上方的浆液状态进行数据采集，研究不同龄期下浆液的成像效果。当浆液完全凝固后，可将模拟箱100内填充的土层去除，并将模拟箱100拆除，从而将管片200上方凝固的注浆体取出，用于记录注浆体的形态和相关尺寸，可对浆液在岩土体重的渗透机理进行研究。使用该模型进行模拟检测，使得研究结果更真实、准确。
48.为了使试验的结果更加丰富，还可以根据实际研究需求在填土中增加空洞、强反射物件等工况。
49.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
50.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。