CN204754944U - 隧道混凝土衬砌全自主养护设备 - Google Patents

Abstract

隧道混凝土衬砌全自主养护设备，包括养护台架、控制器、喷水装置和配电箱，喷水装置由增加泵、喷水管和雾化喷嘴组成，养护台架下部安装行走装置、控制器，养护台架上部安装两排平行的弧形喷水管，本实用新型操作简便，实现养护的自动化，能够自动行走、喷淋，有效地减少衬砌混凝土表面裂纹，也可以通过遥控器自动控制行走速度，保证混凝土衬砌强度和耐久性，产生间接地经济效益；适用于各种类型的隧道衬砌混凝土养护施工；本实用新型提高施工效率，降低养护工序成本，改善了混凝土外观质量，净化了洞内空气，减少了通风时间，为施工创造了明显的经济效益。本实用新型还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

Description

隧道混凝土衬砌全自主养护设备

技术领域

本实用新型涉属于隧道养护设备领域，确切地说是隧道混凝土衬砌全自主养护设备及其使用方法。

背景技术

随着我国道路建设的快速发展，高原、山岭隧道工程所占的比例逐步增加，同时对隧道衬砌混凝土的强度、抗渗性能、耐久性也提出了更高的要求。隧道主要支护形式为初期支护和二衬支护，初期支护中必然要用到喷射混凝土，二衬支护主要为浇筑混凝土。

混凝土发生湿度变化，其体积也相应地发生膨胀或者收缩线性。对于新浇筑的混凝土，由于湿度变化而引起的体积变形为塑性收缩；对于硬化混凝土，由于湿度变化而引起的体积变形为干燥收缩。混凝土表面脱水的速率大时，混凝土内部出现负的毛细管压力，并产生浆体体积的塑性收缩。由于收缩在混凝土块体内是不均匀的，这种体积变化的差异可产生拉应力，促使混凝土块体出现裂缝，从而破坏表面层表面的完整性，并降低其耐久性。

在隧道工程施工中，长大隧道因洞内温度较恒定，洞内空气有一定湿度，在混凝土养护工序控制上，普遍存在重视不够、控制不严的现象，致使初支混凝土和二衬混凝土养护不到位，强度和耐久性受到影响。而且，由于长大隧道断面大、距离远，采用人工洒水养护无法保证洒水均匀，混凝土养护问题成为隧道施工中普遍存在的问题。

目前，虽然有喷水养护的设备，但是也需要工人现场操作，自动化水平低。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供隧道混凝土衬砌全自主养护设备。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：隧道混凝土衬砌全自主养护设备，包括养护台架、控制器、喷水装置和配电箱，喷水装置由增加泵、喷水管和雾化喷嘴组成，养护台架下部安装行走装置、控制器，养护台架上部安装两排平行的弧形喷水管，喷水管上设置数个雾化喷嘴，行走装置有行走轮和行走电机组成，养护台架下部安装行走轮，行走轮与行走电机连接，增压泵通过软管连接喷水管，养护台架上安装红外测距仪；控制器内设置单片机、无线传输模块、放大器和输入面板，红外测距仪的输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端、输入面板的输出端、无线传输模块的输出端连接单片机，单片机的输出端连接喷水装置、行走装置，无线传输模块的无线连接遥控器，配电箱给喷水装置、控制器、行走装置、红外测距仪供电。

为进一步实现本实用新型的目的，还可以采用以下技术方案：所述的喷水管为弧形钢管，每弧形钢管上设置5-10个雾化喷嘴。所述的行走轮安装在养护台架下部的两侧，每侧前后分别安装一个，其中一侧的一个行走轮上安装行走电机，行走电机为2.2kw三相异步电动机。所述的养护台架上部设置连接座，连接座上安装长条形的固定架，固定架两端分别安装带有动力机构的主动链轮和从动链轮，主动链轮和从动链轮之间设置传动链条，固定架两侧设置导向槽，传动链条上安装前端开口的固定座，固定座上设置导向板，导向板与导向槽配合，固定座内固定安装红外测距仪，固定座上部开设通孔，养护台架上设置L型遮挡板，L型遮挡板的水平板位于固定架的上部，L型遮挡板的竖直板能够与通孔配合。

隧道混凝土衬砌全自主养护设备的使用方法，包括下述步骤：①根据隧道硐室断面调节养护台架的高度、喷水管的弧度，使喷水管距离隧道硐室的衬砌轮廓0.4～0.6m；②启动行走装置，使养护台架在隧道硐室内行走，养护台架的行走速度为4-8m/min，行走0-80m后返回原处；同时启动喷水装置对隧道硐室的衬砌混凝土面喷水；同时启动红外测距仪进行测距，根据红外测距仪的测距距离保持行走距离在0-80m内。③养护期限在7-28d，每隔两小时重复步骤②。

本实用新型的优点在于：本实用新型操作简便，实现养护的自动化，能够自动行走、喷淋，有效地减少衬砌混凝土表面裂纹，也可以通过遥控器自动控制行走速度，保证混凝土衬砌强度和耐久性，产生间接地经济效益；喷水管安装在养护台架上，规避了高空作业风险；台架容易制作，大小具备可调性，适用于各种类型的隧道衬砌混凝土养护施工；本实用新型能根据衬砌混凝土的需要，实现自动定量、定时给水，每1-3h供给一次，并保证24h不间断；通过红外测距仪8，可实现自动控制养护距离，每次均可满足0-80m；本实用新型提高施工效率，降低养护工序成本，改善了混凝土外观质量，净化了洞内空气，减少了通风时间，为施工创造了明显的经济效益。本实用新型还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；图2是图1右视结构示意图；图3是图1的A向视放大结构示意图；图4是本实用新型的工作原理图。

附图标记：1养护台架2雾化喷嘴3喷水管4行走轮5控制器6增加泵7软管8红外测距仪9行走电机10单片机11无线传输模块12放大器13输入面板14配电箱15遥控器16L型遮挡板17主动链轮18固定架19连接座20导向板21导向槽22传动链条23从动链轮24固定座25通孔。

具体实施方式

隧道混凝土衬砌全自主养护设备，如图1、图2、图3和图4所示，包括养护台架1、控制器5、喷水装置和配电箱14，喷水装置由增加泵6、喷水管3和雾化喷嘴2组成，所述的喷水管3为弧形钢管，每弧形钢管上设置5-10个雾化喷嘴2，养护台架1下部安装行走装置、控制器5，养护台架1上部安装两排平行的弧形喷水管3，喷水管3上设置数个雾化喷嘴2，行走装置有行走轮4和行走电机9组成，养护台架1下部安装行走轮4，行走轮4与行走电机9连接，增压泵6通过软管7连接喷水管3，养护台架1上安装红外测距仪8；控制器5内设置单片机10、无线传输模块11、放大器12和输入面板13，红外测距仪8的输出端连接放大器12的输入端，放大器12的输出端、输入面板13的输出端、无线传输模块11的输出端连接单片机10，单片机10的输出端连接喷水装置、行走装置，无线传输模块11的无线连接遥控器15，配电箱14给喷水装置、控制器5、行走装置、红外测距仪8供电。遥控器15通过无效传输模块11遥控设备能控制运行速度。

所述的行走轮4安装在养护台架1下部的两侧，每侧前后分别安装一个，其中一侧的一个行走轮4上安装行走电机9，行走电机9为2.2kw三相异步电动机。行走设备采用直径38cm钢轮。可以使用遥控器控制左右侧匀速前移，台架移速度为6m/min。

所述增压设备为1个三相异步电动机和管道离心泵。

单片机可以控制实现定时启动，按照衬砌混凝土养护的需要，如每1-3h启动一次，并24h不间断工作。

可以根据养护需要在输入面板13输入相关信息，使本实用新型实现自动养护。

隧道混凝土衬砌全自主养护设备的使用方法，包括下述步骤：①根据隧道硐室断面调节养护台架1的高度、喷水管3的弧度，使喷水管3距离隧道硐室的衬砌轮廓0.4～0.6m；②启动行走装置，使养护台架1在隧道硐室内行走，养护台架1的行走速度为4-8m/min，行走0-80m后返回原处；同时启动喷水装置对隧道硐室的衬砌混凝土面喷水；同时启动红外测距仪8进行测距，根据红外测距仪8的测距距离保持行走距离在0-80m内。③养护期限在7-28d，每隔两小时重复步骤②。

养护期限可以根据洞内平均气温T设定：T＜10℃时，养护期限为28d；10℃≤T＜20℃时，养护期限为14d；T≥20℃时，养护期限为7d。

在具有一定坡度的隧道内使用时，红外测距仪8进行测距工作中会出现测距位置被突然阻挡，此时测距数据变化突然很大，导致本实用新型无法正常运行，为了克服该问题，如图4所示，所述的养护台架1上部设置连接座19，连接座19上安装长条形的固定架18，固定架18两端分别安装带有动力机构的主动链轮17和从动链轮23，主动链轮17和从动链轮23之间设置传动链条22，固定架18两侧设置导向槽21，传动链条22上安装前端开口的固定座24，固定座24上设置导向板20，导向板20与导向槽21配合，固定座24内固定安装红外测距仪8，固定座24上部开设通孔25，养护台架1上设置L型遮挡板16，L型遮挡板16的水平板位于固定架18的上部，L型遮挡板16的竖直板能够与通孔25配合。当红外测距仪8测量数值突然发生很大变化时，主动链轮17带动链条23转动，从而使固定座24上下移动，使红外测距仪8避开遮挡物，测量结果恢复原来数值范围。固定座24和L型遮挡板16对红外测距仪8具有一定保护作用，在喷水时，避免水落入到红外测距仪8上，提高使用寿命。在停机状态下，固定座24向上移动与L型遮挡板16配合，L型遮挡板16将固定座24前部遮挡，有效保护红外测距仪8。

本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (4)

1.隧道混凝土衬砌全自主养护设备，其特征在于：包括养护台架（1）、控制器（5）、喷水装置和配电箱（14），喷水装置由增加泵（6）、喷水管（3）和雾化喷嘴（2）组成，养护台架（1）下部安装行走装置、控制器（5），养护台架（1）上部安装两排平行的弧形喷水管（3），喷水管（3）上设置数个雾化喷嘴（2），行走装置有行走轮（4）和行走电机（9）组成，养护台架（1）下部安装行走轮（4），行走轮（4）与行走电机（9）连接，增压泵（6）通过软管（7）连接喷水管（3），养护台架（1）上安装红外测距仪（8）；控制器（5）内设置单片机（10）、无线传输模块（11）、放大器（12）和输入面板（13），红外测距仪（8）的输出端连接放大器（12）的输入端，放大器（12）的输出端、输入面板（13）的输出端、无线传输模块（11）的输出端连接单片机（10），单片机（10）的输出端连接喷水装置、行走装置，无线传输模块（11）的无线连接遥控器（15），配电箱（14）给喷水装置、控制器（5）、行走装置、红外测距仪（8）供电。

2.根据权利要求1所述的隧道混凝土衬砌全自主养护设备，其特征在于：所述的喷水管（3）为弧形钢管，每弧形钢管上设置5-10个雾化喷嘴（2）。

3.根据权利要求1所述的隧道混凝土衬砌全自主养护设备，其特征在于：所述的行走轮（4）安装在养护台架（1）下部的两侧，每侧前后分别安装一个，其中一侧的一个行走轮（4）上安装行走电机（9），行走电机（9）为2.2kw三相异步电动机。

4.据权利要求1所述的隧道混凝土衬砌全自主养护设备，其特征在于：所述的养护台架（1）上部设置连接座（19），连接座（19）上安装长条形的固定架（18），固定架（18）两端分别安装带有动力机构的主动链轮（17）和从动链轮（23），主动链轮（17）和从动链轮（23）之间设置传动链条（22），固定架（18）两侧设置导向槽（21），传动链条（22）上安装前端开口的固定座（24），固定座（24）上设置导向板（20），导向板（20）与导向槽（21）配合，固定座（24）内固定安装红外测距仪（8），固定座（24）上部开设通孔（25），养护台架（1）上设置L型遮挡板（16），L型遮挡板（16）的水平板位于固定架（18）的上部，L型遮挡板（16）的竖直板能够与通孔（25）配合。