(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211072544.X (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 中建工程产业 技术研究院有限公司 地址 101320 北京市顺 义区林河工业 开发 区林河大街15号1幢、 2幢 申请人 中建工程试验检测 （北京） 有限公司 (72)发明人 唐亮　包海明　凌立鹏　贺江涛　 雷冠军　高佳林　 (74)专利代理 机构 北京艾纬铂知识产权代理有 限公司 16101 专利代理师 吴亚兰 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验 装置及方法 (57)摘要 本发明属于地下浅层空间水资源输送工程 领域， 具体涉及一种盾构隧道衬砌 管片内水压力 模拟试验装置及方法。 该装置采用多组特制气 囊 配合内撑钢架作为内压加载装置模拟内压这一 法向面荷载的作用， 能够有效解决采用真实水体 带来的堵头设置、 拆除困难、 风险高等众多问题 且该试验装置结构简单， 采用常见材料， 拆装方 便， 成本低作用大， 满足试验需求。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115420612 A 2022.12.02 CN 115420612 A 1.一种盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验 装置， 其特 征在于： 该模拟试验装置包括若干个枕形内压囊体(1)、 内撑钢架(2)、 辅助钢环(3)、 环形钢垫 板(4)、 调平 支座(5)、 水泥支座(6)； 所述的若干个枕 形内压囊体(1)均布在DN 4800mm钢管(8)、 辅助钢环(3)的内表面； 所述的水泥支座(6)为圆环结构， 调 平支座(5)为圆环结构， 调平支座(5)套装在 水泥支 座(6)的外面， 环形钢垫板(4)位于水泥支座(6)和调平支座(5)的上方， 若干个枕形内压囊 体(1)连同DN4800mm钢管(8)位于环形钢垫板(4)的上面， 内撑钢架(2)用于对 枕形内压囊体 (1)的内表面进行支撑 。 2.根据权利要求1所述的一种 盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验 装置， 其特 征在于： 所述的模拟试验装置还包括DN4800mm钢管(8)、 自密实混凝土(9)、 D6m盾构管片厚 (10)， 且内撑钢架(2)的外表面、 辅助钢环(3)的内表面、 DN4800mm钢管(8)的内表面均附着 有聚氨酯垫层(7)。 3.根据权利要求2所述的一种 盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验 装置， 其特 征在于： 所述的模拟试验装置的安装方法为： 将水泥支座(6)安装在地面上， 然后将调平支座 (5)安装在地面上并套装在水泥支座(6)的外面， 并在调平支座(5)和水泥支 座(6)的上面铺 设环形钢垫板(4)， 安装D6m盾构管片(10)和安装DN4800mm钢管(8)， 并浇筑自密实混凝土 (9)， 随后在DN4800mm钢管(8)内表面粘结聚氨酯垫层(7)， 在环形钢 垫板(4)上铺设聚氨酯 垫层(7)， 在辅助钢环(3)的内表面安装枕形内压囊体(1)， 然后将内撑钢架(2)安装在枕形 内压囊体(1)的内表面。 4.根据权利要求3所述的一种 盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验 装置， 其特 征在于： 浇筑自密实混凝 土(9)后养护26 ‑30天。 5.根据权利要求3或4所述的一种盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验装置， 其特征在 于： 在环形钢垫板(4)上铺设聚氨酯垫层(7)时， 仅铺设与枕形内压囊体(1)下表面接触部 位， 内撑钢架(2)安装前将 外表面与囊体接触面全部粘贴聚氨酯 垫层， 辅助钢环安装前需要 将内表面与囊体接触面全部粘贴聚氨酯垫层。 6.根据权利要求3或4所述的一种盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验装置， 其特征在 于： 所述的模拟试验 装置的安装完成后进行 试验时， 对枕 形内压囊体(1)进行充气。 7.根据权利要求2 ‑4任一所述的一种盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验装置， 其特 征在于： 所述的D6m盾构管片(10)的厚度为3 00mm。 8.一种盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验方法， 其特 征在于： 将所述的模拟试验装置均布于试验结构钢内衬的内壁中， 提供0.8MPa以上的均布面压 力， 与D4256内撑钢架配合组成承压自平衡体系， 所述的模拟试验装置的上部自由膨胀为满 足充分覆盖内衬钢管内壁以实现径向高 内水压的等效模拟。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115420612 A 2一种盾构隧道衬砌管片内水压力模拟试验装 置及方法 技术领域 [0001]本发明属于地下浅层空间水资源输送工程领域， 具体涉及一种盾构隧道衬砌管片 内水压力模拟试验 装置及方法。 背景技术 [0002]压力输水隧洞在实际服役过程中所承担的荷载主要可分为外土压力、 外水压力和 内水压力三部分， 为了准确模拟结构实际所处的复杂受力状态， 需要对各项荷载分别进行 施加并可以独立控制和实时修正。 在内水压力模拟方面， 存在试验过程中采用真实水体存 在堵头设置及拆除困难， 且风险较高。 发明内容 [0003]本发明的技术解决问题是： 克服现有技术的不足， 提出一种盾构隧道衬砌管片内 水压力模拟试验装置及方法， 有效解决了采用真实水体带来的堵头 设置、 拆除困难、 风险高 等众多问题。 [0004]本发明的技 术解决方案是： [0005]一种盾构隧道衬砌管片内水压力模拟 试验装置， 该模拟试验装置包括若干个枕形 内压囊体、 内撑钢架、 辅助钢环、 环形钢垫 板、 调平支座、 水泥支座； [0006]所述的若干个枕 形内压囊体均布在辅助钢环的内表面； [0007]所述的水泥支座为圆环结构， 调平支座为圆环结构， 调平支座套装在水泥支座的 外面， 环形钢垫板位于水泥支座和调平支座的上方， 若干个枕形内压囊体连同辅助钢环位 于环形钢垫 板的上面， 内撑钢架用于对枕 形内压囊体的内表面进行支撑 。 [0008]优选的， 所述的模拟试验装置还包括DN4800mm钢管、 自密实混凝土、 D6m盾构管片 厚， 且内撑钢架的外表面、 辅助钢环的内表面、 DN4800mm钢管的内表面均附着有聚氨酯垫 层。 [0009]优选的， 所述的模拟试验装置的安装方法为： 将水泥支座安装在地面上， 然后将调 平支座安装在地面上并套装在水泥支座的外面， 并在调平支 座和水泥支 座的上面铺设环形 钢垫板， 安装D6m盾构管片和安装DN4800mm钢管， 并浇筑自密实混凝土， 随后在DN4800mm钢 管内表面粘结聚氨酯垫层， 在环形钢垫板上铺设聚氨酯垫层， 在辅助钢环的内表面安装枕 形内压囊体， 然后将内撑钢架安装在枕 形内压囊体的内表面。 [0010]优选的， 浇筑自密实混凝 土后养护26 ‑30天。 [0011]优选的， 在环形钢垫板上铺设聚氨酯垫层时， 仅铺设与枕形内压囊体下表面接触 部位， 内撑钢架安装前将外表面与囊体接触面全部粘贴聚氨酯垫层， 辅助钢环安装前需要 将内表面与囊体接触面全部粘贴聚氨酯垫层。 [0012]优选的， 所述的模拟试验装置 的安装完成后进行试验时， 对枕形内压囊体进行充 气。 [0013]优选的， 所述的D6m盾构管片的厚度为3 00mm。说　明　书 1/4 页 3 CN 115420612 A 3