隧洞养护系统以及其控制方法与流程

本技术涉及隧洞衬砌混凝土养护，特别是涉及隧洞养护系统以及其控制方法。

背景技术：

1、水利输水隧洞、公路铁路隧道等工程施工完成衬砌浇筑后，混凝土衬砌受洞内温湿度、通风条件影响，若养护不到位极易产生干缩裂缝等病害，严重降低隧洞结构耐久性与防渗性能，因此衬砌成型后必须进行长时间连续喷淋保湿养护。目前行业内主流养护设备为简易喷淋养护台车，现有设备在曲线隧洞、异形断面隧洞施工中存在缺陷，具体如下：

2、隧洞底部一般设置供台车导向行走的预制沟槽；传统台车行走时一旦偏离沟槽中心，设备持续向沟槽单侧偏移，喷淋机构整体偏向隧洞一侧衬砌，另一侧衬砌得不到充足养护液喷淋，形成养护盲区。衬砌缺液区域水分快速蒸发，内外温湿度梯度差过大，大面积产生纵向、横向干缩裂缝。基于此，相关技术中需要人工频繁手动修正行驶路线，需要专人全程跟车操作，人工成本高、修正滞后。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对如何提高隧洞养护效率和质量的问题，提供一种隧洞养护系统以及隧洞养护系统的控制方法。

2、第一方面，本技术提供一种隧洞养护系统，包括：

3、行走机构，包括车轮底盘、导向感应轮以及位移感应件；所述车轮底盘沿第一方向的两侧设有左轮组件和右轮组件，所述第一方向为所述行走机构的行走方向；所述左轮组件和所述右轮组件用于沿隧洞内壁行走；所述车轮底盘的前侧安装有导向感应轮；所述位移感应件安装于所述导向感应轮，用于在所述导向感应轮沿隧洞的预设沟槽行走时检测所述导向感应轮左右摆动产生的机械位移量；

4、喷射机构，安设于所述车轮底盘上；

5、供水机构，安设于所述车轮底盘上，所述供水机构与所述喷射机构连通，所述供水机构用于向所述喷射机构提供养护液；

6、控制器，与所述行走机构、所述供水机构和所述喷射机构电性连接；所述控制器包括差速模块，所述差速模块用于根据所述机械位移量调整所述左轮组件和所述右轮组件之间的速度差，以使所述导向感应轮保持贴合于所述预设沟槽。

7、在其中一个实施例中，所述喷射机构包括第一喷射件、第二喷射件和第一移动组件，所述第一喷射件与所述车轮底盘相对固定设置；所述第一喷射件设有第一流通腔和多个沿所述第一喷射件的延伸方向依次设置的第一喷嘴，所有所述第一喷嘴均与所述第一流通腔连通；所述第二喷射件设有第二流通腔和多个沿所述第二喷射件的延伸方向上依次间隔设置的第二喷嘴，所有所述第二喷嘴均与所述第二流通腔连通；所述供水机构能够与所述第一流通腔和所述第二流通腔连通；所述第一喷射件和所述第二喷射件所在平面均与所述第一方向垂直，且所述第二喷射件与所述第一喷射件在垂直于所述第一方向的平面内滑动配合，所述第一移动组件用于驱动所述第二喷射件相对于所述第一喷射件的一端沿所述第一喷射件的长度方向滑动；其中，所述控制器还包括喷射调控模块；所述第一移动组件与所述喷射调控模块电性连接。

8、在其中一个实施例中，所述喷射机构还包括第三喷射件和第二移动组件；所述第三喷射件设有第三流通腔和多个沿所述第三喷射件的延伸方向上依次间隔设置的第三喷嘴，所有所述第三喷嘴均与所述第三流通腔连通；所述供水机构能够与所述第三流通腔连通；所述第三喷射件所在平面与所述第一方向垂直，且所述第三喷射件与所述第一喷射件在垂直于所述第一方向的平面内滑动配合；所述第二移动组件用于驱动所述第三喷射件相对于所述第一喷射件的另一端沿所述第一喷射件的长度方向滑动；所述第二移动组件与所述喷射调控模块电性连接。

9、在其中一个实施例中，所述隧洞养护系统还包括光学检测组件，所述光学检测组件安设于所述车轮底盘；所述光学检测组件用于检测所述车轮底盘上方的隧洞内壁的表面参数；所述喷射调控模块与所述光学检测组件电性连接，且用于根据所述表面参数控制所述第一移动组件和所述第二移动组件，使得调节所述第二喷射件和所述第三喷射件相对于所述第一喷射件的相对位置。

10、在其中一个实施例中，所述第一喷射件、所述第二喷射件和所述第三喷射件对应的背离所述车轮底盘设置一面均呈弧面结构设置。

11、在其中一个实施例中，所述隧洞养护系统还包括多个控制阀和多个液管；所述第一喷射件、所述第二喷射件和所述第三喷射件分别通过不同的液管与所述供水机构连通；各所述控制阀可通断地连通至各所述液管；所述喷射调控模块与所述控制阀电性连接。

12、在其中一个实施例中，所述隧洞养护系统还包括高度调节机构，所述喷射机构通过所述高度调节机构安设于所述车轮底盘上，所述高度调节机构用于调节所述喷射机构与所述车轮底盘之间的相对高度；其中，所述控制器还包括高度调控模块；所述高度调节机构与所述高度调控模块电性连接。

13、第二方面，本技术还提供一种隧洞养护系统的控制方法；所述隧洞养护系统的控制方法包括：

14、获取机械位移量；

15、根据所述机械位移量计算所述左轮组件与所述右轮组件之间的目标速度差；

16、根据所述目标速度差，分别调节所述左轮组件和/或所述右轮组件的转动速度，使所述左轮组件与所述右轮组件之间的速度差达到所述目标速度差，以使所述导向感应轮保持贴合于所述预设沟槽行驶。

17、第三方面，本技术又提供一种隧洞养护系统的控制方法；所述隧洞养护系统的控制方法包括：

18、获取所述表面参数；

19、根据所述表面参数识别隧洞断面两侧的第一边界、第二边界；其中，所述第一边界为隧洞左侧区域中距离隧洞拱顶顶点最远的弧面区域所在的边界；所述第二边界为隧洞右侧区域中距离隧洞拱顶顶点最远的弧面区域所在的边界；

20、根据所述第一边界所在位置控制所述第一移动组件，使得所述第二喷射件相对于所述第一喷射件滑动，以使所述第二喷射件上距离所述第一喷射件最远的第二喷嘴能够对所述第一边界喷射处理；

21、根据所述第二边界所在位置控制所述第二移动组件，使得所述第三喷射件相对于所述第一喷射件滑动，以使所述第三喷射件距离所述第一喷射件最远的第三喷嘴能够对所述第二边界喷射处理。

22、在其中一个实施例中，所述隧洞养护系统的控制方法还包括：

23、获取机械位移量；

24、根据所述机械位移量计算得到所述导向感应轮发生偏移时的偏移参数；

25、根据所述偏移参数计算所述左轮组件与所述右轮组件之间的目标速度差；

26、根据所述目标速度差，分别调节所述左轮组件和/或所述右轮组件的转动速度，使所述左轮组件与所述右轮组件之间的速度差达到所述目标速度差，以使所述导向感应轮保持贴合于所述预设沟槽行驶。

27、上述隧洞养护系统以及隧洞养护系统的控制方法，车轮底盘沿隧洞沟槽行走，沟槽线型发生弯曲时，沟槽侧壁挤压导向感应轮使其产生左右机械摆动，位移感应件实时采集摆动的机械位移量并传输至差速模块。差速模块根据机械位移量调整左轮组件和右轮组件之间的速度差，具体地可以为降低偏移侧车轮转速、提升另一侧车轮转速，依靠差速使设备整体向沟槽中心回正，持续贴合沟槽轨迹行走，有利于实现曲线隧洞行走无偏移，喷淋全程覆盖衬砌内壁，避免局部缺液干缩开裂。