本发明属于地下工程实验，尤其涉及模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置。
背景技术：
1、当前，在我国的大多数矿山法隧道工程中，普遍采用的是复合式衬砌结构，这种结构由外层挂网锚喷支护、内层模筑衬砌以及中间的防水卷材组成。在防水设计方面，隧道的防水主要依赖初喷混凝土层与复喷混凝土层之间的防水卷材，而对于初喷混凝土层自身的防水性能则通常不予考虑。因此，由于防水板的耐久性不足以及复喷混凝土层混凝土容易开裂等问题，导致隧道出现渗漏水的情况依然十分严重。
2、随着喷涂防水膜层施工技术以及质量性能的不断改进和提升，一种新型的隧道支护系统——喷膜防水衬砌应运而生。喷膜防水衬砌的防水性主要依靠喷涂防水膜层的防水性能，衬砌岩石侧单向暴露于地下水中，会引起衬砌材料对水的吸收和运移，使膜在长期使用过程可能会发生包括由于侵蚀暴露和冻融循环导致的膜软化和膜失效。
3、由于现场试验成本高与风险大等缺点，喷膜防水衬砌在长期复杂环境下的耐久性问题研究困难大，模型试验是目前可行的低成本研究手段，但还没有关于喷膜防水衬砌在长期复杂环境下的耐久性问题的模型试验设备出现，因此，亟需模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置来解决。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，以解决上述问题。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，包括：保温箱体，所述保温箱体的两端分别设有入水口和出水口；
4、所述保温箱体内沿水流移动方向依次设有注水区、围岩模拟区、隧道衬砌区和隧道洞室区；
5、所述注水区内设有与所述入水口连通的注水系统；
6、所述围岩模拟区内设有高低温循环装置；
7、所述隧道衬砌区内设有与所述注水系统出水端连通的衬砌模型组件；
8、所述隧道洞室区内设有与所述衬砌模型组件出水端连通的水回收组件和另一个所述高低温循环装置，所述水回收组件的出水端与所述出水口进水端连通；
9、所述高低温循环装置与所述保温箱体内壁固接。
10、优选的，所述注水系统底部设有移动部，所述注水系统可移动设置在所述注水区内；
11、所述注水系统包括用于贮水的水箱、用于调节水箱内水的酸碱性的酸碱性调节系统，用于将水泵入到所述衬砌模型组件内的加压水泵和用于监测注水量的流量计；
12、所述水箱的进水端与所述入水口的出水端连通。
13、优选的，所述移动部包括四个滚轮，四个所述滚轮转动连接在所述注水系统的底部四角。
14、优选的，所述围岩模拟区内填充有围岩材料，所述围岩材料由铁精粉，重晶石粉和石英砂材料制得；
15、所述围岩材料内设有呈矩阵设置的若干注水孔导管，所述注水孔导管倾斜设置，所述注水孔导管的高端与所述注水系统的出水端连通；
16、所述注水孔导管的底端与所述衬砌模型组件的进水端连通；
17、所述高低温循环装置埋设在所述围岩材料内。
18、优选的，埋设在所述围岩材料内的所述高低温循环装置的温度范围是0℃—23℃。
19、优选的，所述衬砌模型组件包括顺序设置的初喷混凝土层、防水层、复喷混凝土层和引流层，所述初喷混凝土层靠近所述围岩模拟区设置，所述初喷混凝土层与所述注水孔导管的低端连通，所述引流层用于使水由所述复喷混凝土层的底端流出，所述复喷混凝土层的底端与所述水回收组件的进水端连通。
20、优选的，所述隧道洞室区内设置的所述高低温循环装置的温度范围为-20℃—23℃。
21、优选的，所述水回收组件包括收集管道，所述收集管道的进液端连通有收集槽的中部，所述收集槽位于所述复喷混凝土层底端下方，所述复喷混凝土层底端与所述收集槽连通，所述收集管道的出液端连通有水处理系统的进液端，所述水处理系统的出液端与所述出水口进液端连通；
22、所述收集管道中部连通有用于监测流量的流量传感器。
23、优选的，所述防水层表面和所述初喷混凝土层远离所述防水层的一侧均设置有孔隙水压力计和温度传感器。
24、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
25、使用时，通过衬砌模型组件模拟实际工程，通过注水系统模拟实际工况中的水压力，通过高低温循环装置模拟工况温度，保温箱体能够有效保持试验条件，保证长期试验的稳定性，通过本装置对实际工况条件的模拟，进而可以实现喷膜防水衬砌在长期复杂环境下的耐久性问题的研究。
1.模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于，包括：保温箱体(5)，所述保温箱体(5)的两端分别设有入水口(7)和出水口(8)；
2.根据权利要求1所述的模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于：所述注水系统(4)底部设有移动部，所述注水系统(4)可移动设置在所述注水区内；
3.根据权利要求2所述的模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于：所述移动部包括四个滚轮(19)，四个所述滚轮(19)转动连接在所述注水系统(4)的底部四角。
4.根据权利要求1所述的模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于：所述围岩模拟区(3)内填充有围岩材料，所述围岩材料由铁精粉，重晶石粉和石英砂材料制得；
5.根据权利要求4所述的模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于：埋设在所述围岩材料内的所述高低温循环装置(6)的温度范围是0℃—23℃。
6.根据权利要求4所述的模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于：所述衬砌模型组件包括顺序设置的初喷混凝土层(10)、防水层(12)、复喷混凝土层(11)和引流层(13)，所述初喷混凝土层(10)靠近所述围岩模拟区(3)设置，所述初喷混凝土层(10)与所述注水孔导管(9)的低端连通，所述引流层(13)用于使水由所述复喷混凝土层(11)的底端流出，所述复喷混凝土层(11)的底端与所述水回收组件的进水端连通。
7.根据权利要求1所述的模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于：所述隧道洞室区(1)内设置的所述高低温循环装置(6)的温度范围为-20℃—23℃。
8.根据权利要求6所述的模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于：所述水回收组件包括收集管道(15)，所述收集管道(15)的进液端连通有收集槽(16)的中部，所述收集槽(16)位于所述复喷混凝土层(11)底端下方，所述复喷混凝土层(11)底端与所述收集槽(16)连通，所述收集管道(15)的出液端连通有水处理系统(14)的进液端，所述水处理系统(14)的出液端与所述出水口(8)进液端连通；
9.根据权利要求6所述的模拟隧道喷膜防水衬砌复杂环境防水性能的模型试验装置，其特征在于：所述防水层(12)表面和所述初喷混凝土层(10)远离所述防水层(12)的一侧均设置有孔隙水压力计(17)和温度传感器(18)。
