[實(shí)用新型]一種可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022142004.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN212479233U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡啟軍;龐智洪;何樂(lè)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D9/00
• 分類號(hào): E21D9/00;E21D11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置，包括工程地質(zhì)鉆機(jī)動(dòng)力頭，還包括微波發(fā)射機(jī)構(gòu)，其中微波發(fā)射機(jī)構(gòu)包括開(kāi)關(guān)電源、可調(diào)節(jié)電壓源、功率控制器、電磁鐵、磁控管、微波輸出機(jī)構(gòu)、微波功率檢測(cè)器、波導(dǎo)管，其特征在于微波發(fā)生裝置連接工程地質(zhì)鉆機(jī)動(dòng)力頭和波導(dǎo)管，前者實(shí)現(xiàn)隧道拱頂鉆孔功能，后者實(shí)現(xiàn)微波發(fā)射功能，將微波發(fā)散到隧道拱頂軟弱土體中，實(shí)現(xiàn)對(duì)其加固的功能。該微波發(fā)生裝置還可以調(diào)節(jié)微波發(fā)射的功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)加固的功率及時(shí)間的控制。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)方便，使用操作便捷，可以改善軟弱土體的地質(zhì)條件，減少滲透系數(shù)，并使軟弱土體強(qiáng)度更高、更加致密，實(shí)現(xiàn)更好的軟土隧道加固效果，提高軟弱土體的整體穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及隧道拱頂加固技術(shù)領(lǐng)域中的一種可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置，主要應(yīng)用于隧道、地下工程等。

背景技術(shù)

隨著工程技術(shù)的發(fā)展和人類對(duì)自然改造能力的提高，我國(guó)城市化進(jìn)程加快，對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)利用率日益增長(zhǎng)，然而在一些在斷層、破碎帶、淺埋段等自穩(wěn)性較差或富水地層中，隧道開(kāi)挖易造成圍巖松弛，從而引發(fā)涌水、涌砂、坍塌等安全事故的發(fā)生。據(jù)國(guó)家安全監(jiān)督局公布的隧道施工事故統(tǒng)計(jì)資料，僅2008-2016年期間我國(guó)共發(fā)生隧道施工事故62起，死亡人數(shù)213人，其中隧道塌方所導(dǎo)致的事故有42起，死亡人數(shù)達(dá)到了121人。由此可見(jiàn)，如何保障施工期隧道圍巖穩(wěn)定性顯得尤為重要。

現(xiàn)階段，針對(duì)隧道拱頂加固方法主要為噴漿、襯砌、搭鋼架等方法，以對(duì)地層進(jìn)行注漿加固操作，同時(shí)也能起到堵水的作用。為應(yīng)對(duì)不同地質(zhì)條件下的隧道挖掘工作，產(chǎn)生了多種不同的隧道防護(hù)方法，例如凍結(jié)法、超前錨桿法、水平高壓旋噴樁法、管棚法、小導(dǎo)管超前注漿法以及高溫?zé)Y(jié)法。它們的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表：

并且對(duì)于中砂及砂卵(礫)石，且卵(礫)石直徑不大于60mm的地層等圍巖穩(wěn)定性較差或存在地下水的地質(zhì)條件中，現(xiàn)有的防護(hù)方法都存在一定缺陷，無(wú)法滿足現(xiàn)有施工要求。

近年來(lái)有學(xué)者提出可以利用電加熱從本質(zhì)上改善巖土體的物理化學(xué)性質(zhì)，從而提高圍巖的穩(wěn)定性，但電加熱效率較低，且施工工藝繁瑣，延長(zhǎng)了工期，增加了工程造價(jià)。微波作為一種新型的加熱技術(shù)在巖石采礦領(lǐng)域被廣泛研究，本實(shí)用新型利用了微波加熱具有加熱速度快、穿透能力強(qiáng)、熱量損失小、控制及時(shí)等特點(diǎn)，步驟也較為簡(jiǎn)便，可操作性強(qiáng)，安全性有保障。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)合理,實(shí)現(xiàn)方便且成本低,使用操作便捷,能夠達(dá)到鉆孔內(nèi)周圍土體均勻加熱的目的,加熱效率高,不污染周圍的環(huán)境,實(shí)用性強(qiáng),使用效果好, 便于推廣使用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置,包括工程地質(zhì)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭,其特征在于：還包括微波發(fā)射機(jī)構(gòu)，所述工程地質(zhì)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭與該微波發(fā)射機(jī)構(gòu)所連接，動(dòng)力頭帶動(dòng)整個(gè)微波發(fā)射機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，從而體現(xiàn)出可自行鉆孔的功能。

上述的可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置，其特征在于，連接動(dòng)力頭的導(dǎo)管與微波發(fā)射機(jī)構(gòu)所連的波導(dǎo)管內(nèi)徑一致。

上述的可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置，其特征在于，該微波發(fā)射機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)發(fā)射微波的功率，從而控制加固隧道拱頂軟弱土體的功率及加固時(shí)間。

上述的可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置，其特征在于，微波發(fā)生器與波導(dǎo)管相連接，同時(shí)還包裹在金屬外殼之內(nèi)，金屬外殼連接到動(dòng)力頭上，波導(dǎo)管將可調(diào)節(jié)的微波傳遞到軟弱土體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)加固的功能。

上述的可鉆孔微波加固隧道拱頂軟弱土體的裝置，其特征在于，微波發(fā)生器內(nèi)部由開(kāi)關(guān)電源、可調(diào)節(jié)電壓源、電磁鐵、磁控管、功率控制器、微波輸出機(jī)構(gòu)、微波功率檢測(cè)器。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):