一种基于微波的隧道衬砌混凝土加固方法技术

本发明专利技术提出了一种基于微波的隧道衬砌混凝土加固方法。所述装置主要由微波装置、微波传送装置、改良台车装置构成。所述微波装置由波导主管、微波发生装置构成；所述的微波发生装置由电源开关、控制器、磁控管、环形器及冷凝水循环装置构成，所述微波传送装置由波导支管、波导主管、波导转接头组成；所述改良台车装置由台车加厚层、衬砌台车组成。微波能深入混凝土内部，实现无温度梯度的整体加热，达到均匀干燥受热，可以提高混凝土早期强度，对衬砌加固起到关键性作用，该设备安装简单，便于操作，还可缩短拆模时间，可缩短建设工期。可缩短建设工期。可缩短建设工期。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波的隧道衬砌混凝土加固方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工的一种基于微波的隧道衬砌混凝土加固方法。

技术介绍

[0002]随着现代交通的高速发展、中长期铁路网规划的实施以及高速公路的大量规划和修建。目前高速铁路、高速公路的建设一步步向西部延伸，而我国西部地区多以山地为主，为保证行车安全、缩短行车里程，多采用修建隧道方式达到此目的，故隧道数量急剧增加。
[0003]隧道围岩是指由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体，常见的隧道坍塌事故是由于围岩失稳造成的，修建隧道衬砌是防治围岩失稳的重要办法。衬砌具有支持和维护隧道稳定、保持行车运行所需要的空间、防止围岩失稳、解除地下水的影响等作用，因此隧道衬砌必须有足够强度、耐久性和一定的抗冻、抗渗和抗侵蚀性。但受材料、工艺水平、地质环境不确定、施工人员素质不一等因素影响，隧道衬砌质量难以得到保证，会直接影响隧道后期的运营安全以及维护周期，甚至大大缩短隧道的使用寿命，造成人员与经济损失。
[0004]目前用于衬砌加固的方法主要有以下两类：第一类，通过增加外部支护结构，如加固架、支撑座等来达到衬砌加固目的；第二类，通过添加内部材料，如纤维格栅网等材料达到衬砌加固的目的。上述方法中，第一类方法大部分均需要现场安装相关结构，操作复杂，费时费力且不能提高衬砌混凝土早期强度；第二类方法，加固效果得不到保障，且不能缩短拆模时间。
[0005]为解决以上问题，本专利技术提出一种基于微波的隧道衬砌混凝土加固装置。微波作为一种新型加热技术在其他领域被广泛运用，微波能深入混凝土内部，实现无温度梯度的整体加热，达到均匀干燥受热，同时微波的电磁场可促进浆料中极性基团或离子的运动、重排,使胶体的静电平衡遭到破坏，使浆料中化学物质的结晶反应速度及其结晶晶格的规则度得以提高，故通过微波可加速混凝土的固结速率，快速提高混凝土的强度，从而改善隧道衬砌整体受力情况，提升整体稳定性，可达到缩短施工周期，节约工程成本的目的。

技术实现思路

[0006]安装设备，将微波装置、微波传送装置以及改良台车安装到指定位置。
[0007]浇灌混凝土，将台车安装到隧道指定地点，一边浇灌混凝土一边振捣，使得混凝土均匀填充。
[0008]微波加速混凝土凝固，灌浆结束后，开启微波装置电源开关，启动微波发生装置，利用控制器调节输出的功率大小以及预设加热时间，当达到预设温度以后，保持该温度继续加热。
[0009]检查混凝土强度，待到混凝土初凝以后，拆除衬砌台车边缘模板，检查混凝土强度。
[0010]停止加热，待到混凝土终凝以后，关闭微波装置电源开关，检查混凝土强度。
[0011]拆除模板，待到混凝土冷却至室温，将衬砌台车模板拆除并移送至下一个工作段。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
[0013](1)微波能深入混凝土内部，实现无温度梯度的整体加热，达到均匀干燥受热。
[0014](2)可以提高混凝土早期强度，对衬砌加固起到关键性作用。
[0015](3)该设备安装简单，便于操作，还可缩短拆模时间，可缩短建设工期。
附图说明
[0016]图1为本专利技术方法实施流程图。
[0017]图2为本本装置正面构造图。
[0018]图3为改良台车装置构造详图。
[0019]图4为微波发生装置详图。
[0020]图5为微波传送装置详图。
[0021]图中：1.微波发生装置，1.1.电源开关，1.2.控制器，1.3.磁控管，1.4. 冷凝水循环系统，1.5.环形器，2.衬砌台车，3.波导主管，4.衬砌台车加厚层，5.波导转接头，6.波导支管，7.微波发射孔，8.云母板。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0023]如图2
‑
5所示，一种基于微波的隧道衬砌混凝土加固方法，所述装置主要由微波装置、微波传送装置、改良台车装置构成。微波装置由电源开关1.1、微波控制器1.2、磁控管1.3、冷凝水循环系统1.4、环形器1.5、波导主管3构成，主要用于产生微波以及调控微波，所述的波导主管3上有螺口式接口便于波导主管 3取下，所述的电源开关1.1用于控制微波发生装置1的启动，所述的控制器1.2 用于调节微波功率大小及预设加热时间，所述的磁控管1.3将电能转化为微波能，所述的环形器1.5控制微波能的方向，所述的冷却水循环装置1.4为磁控管1.3 提供冷却水，保证磁控管1.3的正常运行。
[0024]微波传送装置由波导主管3、波导支管6、波导转接头组成5、微波发射孔7 以及云母板8构成，主要用于将微波传送至指定地点，所述波导主管3与波导支管6通过波导转接口5相连，将波导主管3内微波通过波导支管6传送至不同地点，所述波导支管6上有微波发射孔7，微波通过发射孔7，发射至混凝土并对混凝土进行加热，微波发射孔7上覆盖有云母板8，可以避免浇灌混凝土过程中，混凝土灌入微波发射孔7中，造成微波传送装置堵塞，所述波导转接头5有螺口式接口，便于波导支管6的拆卸与安装。
[0025]改良台车装置由台车加厚层4、衬砌台车2组成，微波传输装置依附台车将微波传送至指定地点,所述台车加厚层4主要用于保护微波支管6，将微波支管6 埋于固定2位置，并于微波发射孔7处贯穿一洞口，使得微波可以顺利发射出来，波导主管3通过焊接方式与台车加厚层4相连。
[0026]本专利技术的一种基于微波的隧道衬砌混凝土加固方法，包括以下步骤：
[0027]S1:安装设备，将微波装置、微波传送装置以及改良台车安装到指定位置。
[0028]S2:浇灌混凝土，将台车安装到隧道指定地点，一边浇灌混凝土一边振捣，使得混凝土均匀填充。
[0029]S3:微波加速混凝土凝固，灌浆结束后，开启微波装置电源开关，启动微波发生装
置，利用控制器调节输出的功率大小以及预设加热时间，当达到预设温度以后，保持该温度继续加热。
[0030]S4:检查混凝土强度，待到混凝土初凝以后，拆除衬砌台车边缘模板，检查混凝土强度。
[0031]S5:停止加热，待到混凝土终凝以后，关闭微波装置电源开关，检查混凝土强度。
[0032]S6:拆除模板，待到混凝土冷却至室温，将衬砌台车模板拆除并移送至下一个工作段。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波的隧道衬砌混凝土加固装置，所述装置主要由微波装置、微波传送装置、改良台车装置构成，微波装置由电源开关1.1、微波控制器1.2、磁控管1.3、冷凝水循环系统1.4、环形器1.5、波导主管3构成，微波传送装置由波导主管3、波导支管6、波导转接头组成5、微波发射孔7以及云母板8构成，改良台车装置由台车加厚层4、衬砌台车2组成。2.根据权利1所述波导主管3上有螺口式接口便于波导主管3取下，所述的电源开关1.1用于控制微波发生装置1的启动，所述的控制器1.2用于调节微波功率大小及预设加热时间，所述的磁控管1.3将电能转化为微波能，所述的环形器1.5控制微波能的方向，所述的冷却水循...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊梅，胡启军，何乐平，邬凯，李颖，李沐遥，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：