[实用新型]一种基于微波加热技术的隧道衬砌混凝土加固装置

说明书

本实用新型提出了一种基于微波加热技术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。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。

技术领域

本实用新型涉及建筑施工的一种基于微波加热技术的隧道衬砌混凝土加固装置。

背景技术

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。

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。

为解决以上问题，本实用新型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。

实用新型内容

1.为解决现有混凝土凝固速率慢，养护时间长，添加外加剂影响混凝土耐久性，传统加热方式受热不均匀等局限，本实用新型提出了一种基于微波加热技术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。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。所述微波装置与微波传送装置通过波导主管相连，所述微波传送装置通过将波导支管埋设于衬砌台车固定位置与改良台车装置相连。

在微波发生装置中，波导主管与磁控管相连，所述的波导主管上有螺口式接口便于波导主管与磁控管分离，磁控管与控制器之间电性连接；在微波传输装置中，波导主管通过波导转接头与波导支管连接，波导支管上有微波发射孔，微波发射孔上覆盖有云母板；在改良衬砌台车装置中，加厚层通过焊接方式与原台车相连。

进一步的设置在于：

所述的电源开关用于控制微波发生装置的启动。

所述的控制器用于调节微波功率大小及预设加热时间。

所述的磁控管将电能转化为微波能。

所述的环形器控制微波能的方向。

所述的冷却水循环装置为磁控管提供冷却水，保证磁控管的正常运行。

与现有技术相比，本实用新型优势在于：

(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。

(2)可以提高混凝土早期强度，对衬砌加固起到关键性作用。