(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 202211124290.1 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610000 四川省成 都市二环路北一段 (72)发明人 刘凯文　高军　方勇　邱睿哲　 许丹　林晓　高宇馨　张向文　 陈志明　 (74)专利代理 机构 北京冠和权律师事务所 11399 专利代理师 陈姣姣 (51)Int.Cl. G01N 33/24(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种隧道突水 试验装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种隧道突水试验装置及方 法， 包括支架， 支架上固定连接有钢板， 若干钢板 互相连接为横置桶装， 若干钢板之间设置有模拟 围岩， 模拟围岩内设置有模拟隧道， 若干钢板外 侧设置有水箱； 水箱的突水孔上设置有突水控制 装置， 水箱内设置有用于控制突水控制装置的突 水调节装置。 通过改变水箱压力、 突水位置， 模拟 不同的突水环境， 通过流量传感器、 重量传感器、 水压传感器记录试验参数， 对流量传感器、 重量 传感器、 水压传感器记录试验参数进行分析处 理， 增加对突水的认识， 通过设置突水试验装置 模拟隧道 突水， 解决了由于对隧道 突水认识不足 导致面对隧道突水时大都只能选择 “快速救援、 快速治理 ”的办法进行处 理、 预防困难的问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115541844 A 2022.12.30 CN 115541844 A 1.一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 包括支架(1)， 所述支架(1)上固定连接有钢板(4)， 所述钢板(4)设置有若干面， 若干所 述钢板(4)互相连接为横 置桶装， 若干所述钢板(4)之间设置有模拟围岩(2)， 所述模拟围岩 (2)内设置有模拟隧道(3)， 若干所述钢板(4)外侧设置有水箱(5)。 2.根据权利要求1所述的一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 所述水箱(5)内设置有水压传感器， 用于监测水箱(5)内的水压； 所述模拟隧道(3)内设置有流 量传感器， 用于监测模拟隧道(3)内突水流 量； 所述模拟隧道(3)口设置有重量传感器， 用于监测突水 带出的模拟围岩(2)的重量。 3.根据权利要求1所述的一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 所述支架(1)上固定连接有水泵(6)， 所述水泵(6)与水箱(5)连通， 所述水箱(5)固定连 接于钢板(4)上； 所述钢板(4)与水箱(5)的固定面上均设置有若干突水孔(7)， 且所述钢板(4)与水箱 (5)上的突水孔(7)一 一对应。 4.根据权利要求3所述的一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 所述水箱(5)的若干突水孔(7)上均设置有突水控制装置(8)， 所述突水控制装置(8)固 定连接于水箱(5)， 且所述 突水控制装置(8)位于所述水箱(5)内。 5.根据权利要求 4所述的一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 所述突水控制装置(8)包括壳体(801)， 所述壳体(801)固定连接于水箱(5)， 所述壳体 (801)与突水孔(7)连通； 所述壳体(801)内滑动连接有滑板(804)， 所述滑板(804)与水箱(5)之间设置有弹簧 (806)所述弹簧(80 6)两端分别与所述滑板(804)、 水箱(5)固定连接 。 6.根据权利要求5所述的一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 所述滑板(804)上方设置有偏心轮(802)， 且所述偏心轮(802)与所述滑板(804)抵接， 所述偏心轮(802)通过转轴(808)与所述壳体(801)转动连接； 所述偏心轮(802)上固定连接有控制板(803)， 所述控制板(803)滑动连接于所述壳体 (801)； 所述壳体(801)侧壁固定连接有 进水口(807)； 所述滑板(804)内设置有水道(805)， 所述水道(805)连通所述进水口(807)与突水孔 (7)。 7.根据权利要求 4所述的一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 所述水箱(5)内设置有突水调节装置(9)， 所述突水调节装置(9)用于控制所述突水控 制装置(8)； 所述突水调节装置(9)包括两组移动组件， 且两组所述移动组件呈十 字交叉设置 。 8.根据权利要求7 所述的一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 所述移动组件包括电机(901)， 所述电机(901)固定连接于水箱(5)侧壁， 所述电机 (901)输出端贯穿所述水箱(5)侧壁固定连接有主动轮(902)， 所述水箱(5)侧壁固定连接有 从动轮(90 3)， 所述从动轮(90 3)与主动轮(902)通过同步带(910)连接； 所述从动轮(903)与主动轮(902)之间设置有滑道(904)， 所述滑道(904)固定连接于水 箱(5)， 所述同步带(910)位于从动轮(903)、 主动轮(902)下侧部分贯穿所述滑道(904)， 所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541844 A 2述同步带(910)位于从动轮(903)、 主动轮(902)上侧部分固定连接有滑块(905)， 所述滑块 (905)滑动连接 于滑道(904)。 9.根据权利要求8所述的一种隧道突水 试验装置， 其特 征在于： 所述滑块(905)上固定连接有移动杆(906)， 所述移动杆(906)插接于随动块(907)， 所 述随动块(907)上设置有第一孔(9071)、 第 二孔(9072)， 所述第一孔(9071)、 第 二孔(9072) 贯穿所述随动块(907)， 且所述第一 孔(9071)、 第二 孔(9072)呈一高一低分布； 其中一组移动组件的所述移动杆(906)插接于第一孔(9071)， 另一组移动组件的所述 移动杆(906)插接于第二孔(9072)， 且所述移动 杆(906)滑动 连接于第一孔(9071)、 第二孔 (9072)； 所述随动块(907)下表面固定连接有固定杆(908)， 所述固定杆(908)下端转动连接有 调节轮(909)。 10.一种隧道突水试验方法， 用于使用如权利要求1 ‑9任一项所述的一种隧道突水试验 装置进行突水 试验， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1： 在若干钢板(4)之间填充 泥沙， 并对泥沙按压， 形成模拟围岩(2)； 步骤2： 在模拟围岩(2)内设置模拟隧道(3)， 并在模拟隧道(3)内不 同位置设置流量传 感器， 在模拟隧道(3)口设置有重量传感器； 步骤3： 通过 水泵(6)对水箱(5)内注水、 增压； 步骤4： 通过突水调节装置(9)控制突水控制装置(8)在不 同突水孔(7)进行分别打开， 并通过流量传感器、 重量传感器监测模拟隧道(3)内突水流量及带出的模拟围岩(2)的重 量； 步骤5： 对流 量传感器、 重量传感器、 水压传感器记录试验参数进行分析处 理。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541844 A 3