具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

参见图1～2，一种模拟深海环境的管线盾构施工装置，包括模拟土箱1和高压舱2，所述高压舱2底部设有配重块3，所述高压舱2内设有竖直的隔离板4，所述隔离板4将所述高压舱2分割为若干个相互独立的气腔5，所述气腔5的底部设有第一阀门6，所述第一阀门6均与第一连接管7连通，所述第一连接管7侧壁设有第一止回阀8，端部设有第一连接头9，海水从所述第一止回阀8进入所述第一连接管7，所述模拟土箱1设有第二连接头10，所述第一连接头9与第二连接头10可拆卸连接，所述第一连接头9和第二连接头均设有第二阀门11，所述第一阀门6与控制系统连接，所述控制系统控制所述第一阀门6逐个开启，且每次仅连通一个所述第一阀门6。

在模拟土箱1内按照深海环境的成分装填土层，并使用盾构装置进行模拟施工实验。在进行模拟施工前，将高压舱2放入海水深层中，高压舱2内设有竖直的隔离板4，隔离板4将所述高压舱2分割为若干个相互独立的气腔5，气腔5内存有气体，在高压舱2沉入海水后，由于气腔5的底部设有第一阀门6，所述第一阀门6均与第一连接管7连通，所述第一连接管7侧壁设有第一止回阀8，海水从第一止回阀8灌入第一连接管7内。高压舱2底部的配重块3使得隔离板4处于竖直状态，由于海水的密度大于空气的密度，因此在气腔5内的海水位于底部，气体位于上部，随着高压舱2的深度不断提高，高压海水不断的进入气腔5内，气腔5内上部的空气不断被压缩。当高压舱2下沉到预设的深度时，高压舱2内的海水压力和气体压力与该位置的水压相同。接着利用起吊装置将高压舱2拉出水面，将第一连接管7的端部的第一连接头9和第二连接头10连接，开启第二阀门11是第一连接管7接通模拟土箱1。接着通过控制系统将第一阀门6逐个开启，使得气腔5逐个与模拟土箱1连通，每次都是一个气腔5与模拟土箱1连通。将原先连通的气腔5的第一阀门6关闭后再开启下一个第一阀门6。在第一阀门6开启后，气腔5内的海水流向模拟土箱1内，从而向模拟土箱1内加入海水。当第一个气腔5内的海水流入模拟土箱1后，模拟土箱1内的海水压力较小，关闭第一阀门6后开启下一个第一阀门6，下一个气腔5内的海水流入模拟土箱1内，使得模拟土箱1内的海水压力进一步升高。当所有的气腔5全部逐个与模拟土箱1连通后，模拟土箱1内的水压接近与深海的水压。由于气腔5是逐个与模拟土箱1连通，因此后面接通的压力不会传导到前面的气腔5内，从而使得全部连通后的模拟土箱1内的压力更接近与深海的压力。由于气腔5内存在气体，补偿在开启第一阀门6时引起的容积变化。

具体的，所述第一阀门6为电磁控制阀，所述控制系统为控制器12，所述电磁控制阀与所述控制器12信号连接。通过控制器12控制电磁控制阀开启和关闭，确保电磁控制阀逐个开启，且每次仅连通一个所述电磁控制阀。

实施例2

参见图3～4，本实施例与实施例1的区别在于，还包括加压舱13，所述加压舱13包括活塞筒14、推水柱塞15和推动机构16，所述活塞筒14一端设有开口，另一端设有第一封盖17，所述推水活塞在所述活塞筒14内滑动，所述第一封盖17与推水柱塞15之间构成加压水腔，所述加压水腔通过第二止回阀18与所述高压舱2连通，所述推水柱塞15与活塞筒14之间设有水流间隙19，所述推动机构16设于所述活塞筒14上用于推动所述推水柱塞15向所述第一封盖17移动。在加压舱13内装有海水，在加压舱13随着高压舱2一起下沉到海底，在海水的压力升高时海水从水流间隙19缓慢流入活塞筒14内。在还海底下利用推动机构16推动推水柱塞15沿着活塞筒14移动，推水柱塞15沿着活塞筒14移动时将活塞筒14内的海水加压，提高海水的压力，压力升高的海水压力。当推动机构工作时，海水来不及从水流间隙排出，使得加压腔内的压力快速升高，加压舱13内的海水通过第二止回阀18流向高压舱2。由于推水柱塞15一侧与深海的海水接触，因此加压舱13内的压力等于海水压力加上推动机构16作用产生的压力之和。充分利用深海环境的压力，利用较小的推动力即可在活塞筒14内获得高压海水。

具体的，所述推动机构16包括套筒20、滑杆21、炸药包22和引爆装置23，所述套筒20一端设有开口，另一端设有第二封盖24，所述滑杆21与所述套筒20滑动连接并从开口伸出连接在所述推水柱塞15侧面，所述滑杆21与第二封盖24之间的套筒20内设有所述炸药包22，所述炸药包22包覆有防水膜25，所述引爆装置23用于引爆所述炸药包22。通过引爆装置23将炸药包22引爆，爆炸过程产生大量的气体，推动滑杆21移动从套筒20的开口滑出，从而推动推水柱塞15移动。滑杆21与所述推水柱塞15侧面连接，可以减小爆炸瞬间产生的冲击力将滑杆21打在推水柱塞15上。使得推动机构16的体积狭小，且能够产生强大的推动力，提高高压舱2内的海水压力。防水膜25提高炸药包22的防水性能。当高压舱2潜入较深的海水后，引爆装置23将炸药包22引爆。

具体的，所述第二封盖24设有双U形的排气口26，所述排气口26与气囊27连通，所述第二封盖24设有收纳盒28，所述气囊27折叠在所述收纳盒28内。排气口26呈双U形，即两个U形管串联，使得爆炸产生的气体不能够在冲击力下及时排出，从而推动滑杆21滑动。当滑杆21滑动结束后，气体缓慢的从排气口26排入气囊27内，气囊27的气体增大产生浮力，将高压舱2和加压舱13浮出水面。气囊27在不使用时折叠收纳在收纳盒28内。可以在高压舱2或者加压舱13内装在GPS定位器，当装置服气后通过GPS定位器确定其位置。

具体的，所述引爆装置23包括电源29、点火电极30和控制开关31，所述电源29、控制开关31和点火电极30串联连接，所述控制开关31包括弹性气囊32、第一电极33和第二电极34，所述第一电极33固定在所述弹性气囊32的中部，所述第二电极34固定在所述弹性气囊32的内壁，所述弹性气囊32受压缩小时第一电极33与第二电极34接触。根据高压舱2需要的海水压力情况，在弹性气囊32内充入适量的气体。弹性气囊32在海水中受到海水压力，在压力作用下弹性气囊32缩小，当达到预设深度后弹性气囊32缩小使得第一电极33和第二电极34接通，控制开关31的电路接通。电源29向点火电极30供电，使得点火电极30点燃炸药包22，推动机构16开始工作。

具体的，所述弹性气囊32为伸缩气囊27，所述第一电极33设于所述伸缩气囊27内，所述第二电极34设于所述伸缩气囊27端部的内壁。在弹性气囊32受到压力时，在伸缩方向的移动形变增大，便于第一电极33和第二电极34接触和分离。

具体的，所述伸缩气囊27设有气嘴35，所述伸缩气囊27的侧壁等距设有若干加强圈36。通过气嘴35向伸缩气囊27内充入气体，方便操作。在伸缩气囊27的侧壁等距设有若干加强圈36，提高径向的强度，并与伸缩气囊27在轴向伸缩。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。