[0001] 本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种地铁隧道现浇衬砌施工的模型试验装置及制作方法。

[0002] 地铁隧道工程具有一定特殊性：隧道埋置于地层中，一旦建成更改难度大，特别是对于地质复杂段，长大隧道更是控制性工程。因此，掌握隧道施工中围岩力学行为，进行隧道试验，分析隧道施工中围岩与支护的相互作用，得到数据支撑对于隧道施工具有重要的意义。而在隧道现场做试验有诸多不便：如周期长，试验耗费人力物力大，试验器材易被毁坏，难以多次进行。利用相似理论对隧道施工进行相似模型试验，可以克服现场试验的缺点，相似模型试验能在室内进行，受到干扰小，可以多次重复。

[0003] 目前，在进行隧道模型试验中，通常做法是先将衬砌埋入围岩中，然后再进行开挖，此方法虽较为简便，但其模拟手段与现实却严重不符。隧道实际施工应是先开挖围岩，后做支护。但隧道模型试验中想要实现先开挖后支护难度较大，主要表现为：先开挖后施作衬砌会因模型试验空间狭小、后续支护难以浇筑等原因难以实现隧道模型试验的先开挖后浇筑。因此如何在隧道模型试验中实现先开挖岩体，后浇筑衬砌成为了亟待解决的技术问题。

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0025] 实施例一：请参阅图1‑图3所示，现有的地铁隧道现浇衬砌施工的模型试验装置在使用时，通常做法是先将衬砌埋入围岩中，然后再进行开挖，此方法虽较为简便，但其模拟手段与现实却严重不符，为了解决这一技术问题，本实施例公开了如下技术内容，一种地铁隧道现浇衬砌施工的模型试验装置，包括固定安装于实验台面上方的底座1，且底座1的内侧设置有托板2，并且托板2的上方固定安装有台架3，同时台架3的内侧固定拼接有固定板4，而且固定板4和托板2之间填充有填料6，同时固定板4和填料6上挖设有开挖孔5；
还包括：两组支撑架7，对称固定安装于托板2的上表面，且两组支撑架7之间固定
连接有导轨8，并且导轨8贯穿于开挖孔5，同时导轨8上滑动连接有滑块9，而且滑块9上固定连接有模板10；
导轨8贯穿开挖孔5，且滑块9和导轨8滑动连接，并且滑块9关于模板10对称设置有
两个，同时模板10设置有四组。

[0026] 采用上述技术方案，可以使得在进行实验室，通过先开挖的方式，实现模拟隧道的挖掘，后续通过模板10的架设，可以便于后续衬砌的模拟浇筑，通过注射器将石膏液体注入模板10的外侧，实现衬砌的模拟浇筑，而当浇筑完成后，通过导轨8对模板10进行移动调节，使得模板10可以移动至下移浇筑点，实现施工循环，如此往复直到隧道贯通，从而达到先开挖后支护的试验方案。

[0027] 实施例二：本实施例中公开的技术内容是在上述实施例一的基础上作出的进一步改进，现有的地铁隧道现浇衬砌施工的模型试验装置在实验过程中，模板直接与浇筑物接触，使得后续不便对模板进行拆除和移动，为了进一步解决这一技术问题，本实施例公开了如下技术内容，如图3‑图4所示，模板10上安装有铺膜组件，且滑块9上安装有喷油组件，用来实现对膜体的喷油润滑，铺膜组件包括设置于模板10靠近移动方向的一端内侧的放卷软管11，且放卷软管11的两端和滑块9转动连接，并且放卷软管11的外侧绕卷有薄膜12，同时薄膜12贴合于模板10的外侧，模板10到开挖孔5的内壁距离为1‑2cm，且模板10采用1.2cm厚的钢板，并且模板10上开设有预留孔，喷油组件包括转动安装于滑块9外侧的滚轮13，且滚轮13贴合于导轨8滚动，并且滚轮13的轴部固定安装有扇形齿轮14，喷油组件还包括固定安装于滑块9上的第一活塞筒15，且第一活塞筒15的内侧过盈配合安装有第一活塞片16，且第一活塞片16和第一活塞筒15构成弹性伸缩结构，并且第一活塞片16的外侧连接有活塞杆17，同时活塞杆17和第一活塞筒15伸缩连接，而且活塞杆17的外侧固定连接有第一齿条18，第一齿条18和扇形齿轮14啮合连接，滑块9的上方固定安装有油箱20，且油箱20和第一活塞筒15之间连接有吸液管19，并且第一活塞筒15的外侧连接有排油管21，同时排油管21上均匀开设有出油孔，而且出油孔朝向放卷软管11上的薄膜12，同时吸液管19和排油管21两者上均设置有单向阀结构；
采用上述技术方案，使得模板10进行移动调节时，放卷软管11会进行自动旋转，从
而对其外侧绕卷的薄膜12进行放卷，使得薄膜12可以贴合于模板10的外侧进行自动铺设，同时滑块9移动时，其外侧的滚轮13会贴合导轨8进行滚动，从而带动扇形齿轮14进行旋转，使得扇形齿轮14通过啮合作用带动活塞杆17和第一活塞片16进行往复移动，使得第一活塞筒15通过吸液管19抽取油箱20中的油液，并通过排油管21喷向薄膜12的外侧，实现对薄膜
12和模板10之间的润滑，使得模板10后续移动更加顺畅。

[0028] 实施例二：本实施例中公开的技术内容是在上述实施例一的基础上作出的进一步改进，现有的地铁隧道现浇衬砌施工的模型试验装置在进行浇筑后，需要等待较长时间来进行凝固，从而使得实验所需时间较长，降低了实验效率，为了进一步解决这一技术问题，本实施例公开了如下技术内容，如图2和图5‑图8所示，电机22，固定安装于底座1的内壁，电机22的输出端固定连接有凸轮23，底座1的内侧转动安装有转轴24，且转轴24和托板2之间连接有传动组件，并且转轴24的外侧均匀固定安装有活动架28，升温组件，均匀安装于底座1的内侧，用来促进填料6和现浇衬砌的凝固；
传动组件包括固定安装于托板2下表面的第二齿条26，且第二齿条26的外侧啮合
连接有传动齿轮25，并且传动齿轮25固定安装于转轴24的外侧，同时托板2和底座1之间连接有缓冲弹簧27，而且托板2和底座1构成弹性升降结构，凸轮23的外壁贴合托板2的下表面；
升温组件包括固定安装于底座1内壁的第二活塞筒29，且第二活塞筒29的内侧过
盈连接有第二活塞片30，并且第二活塞片30的外侧连接有弧形结构的活动架28，同时活动架28固定连接于转轴24的外侧，第二活塞筒29的外侧分别连接有吸气管31、排气管32，且排气管32上连接有喷头33，并且喷头33的内侧固定连接有圆环形的密封环34，同时密封环34的内侧密封连接有倒圆台形结构的密封塞35，而且密封塞35和密封环34之间连接有复位弹簧36，吸气管31、排气管32上均设置有单向阀结构，喷头33朝向固定板4和开挖孔5。

[0029] 通过上述技术方案，使得浇筑后，启动电机22，使得电机22驱动凸轮23进行旋转，使得凸轮23推动托板2进行弹性升降，从而振动模板10，使得模板10外侧的石膏浇筑更加均匀，同时托板2下方的第二齿条26会通过啮合作用带动传动齿轮25和转轴24旋转，使得转轴24带动活动架28在第二活塞筒29的内侧进行伸缩调节，使得第二活塞片30进行同步移动，此时第二活塞筒29可以通过吸气管31吸入外界空气，当需要排出空气时，密封塞35会在复位弹簧36弹力作用下对喷头33封堵，使得空气进行压缩升温，当气压过大推动密封塞35移动时，可以使得压缩后的升温空气通过喷头33吹向开挖孔5，进而提高石膏的凝固效率，从而实现实验效率的提高。

[0030] 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

[0031] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。