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专利号: 202110567427X
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量及加固施工装置,包括设于隧道流质充填衬砌(1)底部的自动卸砂阀(2),其特征在于:自动卸砂阀(2)对应的隧道流质充填衬砌(1)内顶部设有摄像头(3),自动卸砂阀(2)对应的位置还设有配合使用的中空锚杆(4),所述中空锚杆(4)上设有多个永磁铁管(5),所述永磁铁管(5)表面吸附第一磁性浆液。

2.根据权利要求1所述的一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量及加固施工装置,其特征在于:所述中空锚杆(4)内穿设有抽气管(6)和注浆管(7),所述中空锚杆(4)表面开设有用于穿设抽气管(6)和注浆管(7)的通孔(8),注浆管(7)内注入第二磁性浆液。

3.根据权利要求1所述的一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量及加固施工装置,其特征在于:所述中空锚杆(4)外表面还开设有外螺纹,其表面设有与其螺纹配合的螺母(9),每两个螺母(9)可将一个永磁铁管(5)限位于中空锚杆(4)表面。

4.根据权利要求1所述的一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量及加固施工装置,其特征在于:所述中空锚杆(4)一端还设有垫板(10)。

5.根据权利要求2所述的一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量及加固施工装置,其特征在于:所述第一磁性浆液组分为:水泥、氧化钙类膨胀剂、水、Fe3O4粉末、水性环氧树脂乳液、水性环氧树脂固化剂;所述第二磁性浆液组分为:水泥、水、Fe3O4粉末、水性环氧树脂乳液和水性环氧树脂固化剂。

6.根据权利要求5所述的一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量及加固施工装置,其特征在于:所述第一磁性浆液中水的含量小于第二磁性浆液中水的含量。

7.根据权利要求1所述的一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量及加固施工装置,其特征在于:所述摄像头(3)为360°旋转的角度可调式摄像头。

8.一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量方法,其特征在于:它包括如下步骤:Step1:提前放置摄像头(3)于自动卸砂阀(2)对应的隧道流质充填衬砌(1)内顶部,以便动态捕捉自动卸砂阀(2)卸砂时空腔区变化的过程;

Step2:隧道流质充填衬砌(1)内的砂由于长时间切向力及径向力作用,砂通过自动卸砂阀(2)泄出,并于自动卸砂阀(2)上方形成圆锥体空腔区;

Step3:通过摄像头(3)录制视频并将视频传输到外界计算机设备,对图片分帧量取实时卸砂空腔区的直径R(R=2r)及最大深度h并通过以下公式计量得出卸沙量;

空腔区体积为 以1s/次为一卸载间隔,根据摄像头(3)量取的直径R和深度h,计算任意卸载时刻卸砂量Si=V。

Step4:根据Step3所得数据绘制图表,得到各个自动卸砂阀(2)卸砂完成后的卸砂量,根据各个自动卸砂阀(2)所在位置的不同卸砂量,选择配置相应长度的中空锚杆(4)及永磁铁管(5)数量。

9.根据权利要求7所述的一种隧道流质充填衬砌卸砂量计量方法,其特征在于:所述Step4中,卸砂量质量(kg):中空锚杆长度(m):永磁铁管数量(个)为1:1:1。

10.一种隧道流质充填衬砌卸砂量加固施工方法,其特征在于:它包括如下步骤:步骤1):将多个永磁铁管(5)安装到中空锚杆(4)上,将抽气管(6)和注浆管(7)穿设于中空锚杆(4)内,并从通孔(8)穿出,再将第一磁性浆液涂抹于永磁铁管(5)处,第一磁性浆液因磁力作用吸附于永磁铁管(5)表面,不会因重力而脱落;

步骤2):拆卸掉卸砂阀(2),然后采用螺旋转进方法钻出引孔(11),再将中空锚杆(4)及其吸附的第一磁性浆液插入引孔(11)内,对中空锚杆(4)与引孔(11)之间的缝隙进行封堵,将抽气管(6)与抽气泵(12)连接,开启抽气泵(12),抽出引孔(11)内大部分气体,形成负压环境;

步骤3):打开高压喷射注浆机(13),向注浆管(7)内注入第二磁性浆液,然后注入到引孔(11)内,由于第二磁性浆液与永磁铁管(5)表面的磁力吸附作用,从而第二磁性浆液不会因重力而流出,与第一磁性浆液共同形成锚固体;

步骤4):完成一次注浆过程后,对垫板(10)底部支撑以对中空锚杆(4)加以固定;等待第一磁性浆液、第二磁性浆液凝结后拉出所述抽气管(6)和注浆管(7);

步骤5):用高压喷射注浆机(13)向中空锚杆(4)内注入第二磁性浆液并注满整个中空锚杆(4),最后将止浆塞安装在中空锚杆(4)底部,二次注浆完成。