一种隧道衬砌质量自动化检测装置及工作方法与流程

1.本公开属于自动化监测技术领域，具体涉及一种隧道衬砌质量自动化检测装置及工作方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.目前的交通建设需要满足各种复杂和恶劣地质条件，而这些情况下隧道施工中更易出现各种病害如施工中出现初喷混凝土厚度不足与围岩不密实出现空洞等一系列通病或隧道使用过程中衬砌漏水，衬砌侵蚀和衬砌裂损等病害。因此施工中加强隧道衬砌质量检测和使用中进行隧道围岩效用监测尤为重要。然而如果采用普通人力进行雷达检测则耗时耗力，且如果在隧道施工时进行检查则会一定程度影响工程进度。
4.发明人发现目前隧道衬砌雷达检测主要由现场安装人员手动沿围岩壁滑移进行隧道围岩壁的质量检测，主要存在问题有：
5.1.人工沿围岩壁滑移不能保证速度匀速适速后期处理结果易造成人为误差。
6.2.人工检测耗费大量人力，且效率低。
7.3.进行隧道雷达检测时有时会影响工程进度，相互工序之间产生干扰。


技术实现要素：

8.本公开为了解决上述问题，提出了一种隧道衬砌质量自动化检测装置及工作方法，本公开可以自动化对隧道衬砌围岩实时进行全方位检测。
9.根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
10.一种隧道衬砌质量自动化检测装置，包括轨道、移动车体、控制机构、处理器和旋转杆，其中：
11.所述轨道固定于隧道拱顶，且轨道沿伸方向与隧道轴向方向平行，所述移动车体可滑动设置于所述轨道上；
12.所述移动车体下端设置有旋转杆，所述旋转杆与移动车体的相对角度可调；
13.所述旋转杆的下端设置有雷达天线装置，所述移动车体上设置有用于控制移动车体运动的控制机构以及接收并处理雷达天线装置采集数据的处理器。
14.作为可选择的实施方式，所述轨道的底部设置有凹槽，以容纳所述移动车体的移动轮。
15.作为可选择的实施方式，所述轨道包括两个沿隧道轴线对称设置的l型件，两个l型件之间具有缝隙，以容纳所述旋转杆。
16.作为进一步的限定，所述l型件的竖直部分上端通过钢筋螺栓与隧道拱顶固定连接。
17.作为进一步的限定，所述l型件的水平部分设置有凹槽，以容纳所述移动车体相应
侧的移动轮。
18.作为可选择的实施方式，所述控制机构为拉线和驱动机构，所述拉线的一端与所述移动车体上设置的连接环连接，所述拉线的另一端与驱动机构连接，所述驱动机构用于带动拉线前后移动。
19.作为可选择的实施方式，所述控制机构为驱动机构和控制器，所述控制器用于控制所述驱动机构，改变所述驱动机构的转动方向和/或速率，所述驱动机构能够驱动所述移动车体的移动轮的运动。
20.作为可选择的实施方式，所述移动车体内设置有旋转杆调整机构，用于调整旋转杆与移动车体的相对角度，所述旋转杆的一端与所述旋转杆调整机构连接，所述旋转杆的另一端通过固定件连接有雷达天线装置。
21.作为可选择的实施方式，所述旋转杆为可调升缩杆，且旋转杆上具有若干锁紧件，以锁定当前长度。
22.基于上述装置的工作方法，包括以下步骤：
23.将移动车体安装于所述轨道内；
24.设置旋转杆的角度和/或长度，控制移动车体以设定速度在轨道内运行，利用雷达天线装置进行某一区域的雷达自动化检测；
25.设置旋转杆的角度和/或长度，控制移动车体以设定速度在轨道内运行，重复该步骤，直至目标区域全部检测完毕；
26.利用处理器处理雷达数据，得到检测结果。
27.与现有技术相比，本公开的有益效果为：
28.本公开通过控制器、处理器和移动车体的配合，可以完全自动化，且远程操作；
29.本公开通过旋转杆角度和/或长度的调整，且移动车体沿轨道的运行，可以实现实时全方位检测，可以优化检测质量效果，节省人力提高效率且完全不影响施工进度；
30.本公开占用隧道面积较小，可以在后续隧道使用中也可直接检测隧道围岩质量便于后续的维护。
31.为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
32.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
33.图1为实施例一装置的横截面结构示意图；
34.图2为实施例一装置的纵截面结构示意图；
35.图中，1.轨道；2.移动车体；3.旋转杆；4.雷达天线盒；5.旋转枢纽；6.夹子；7.移动轮；8.隧道壁；9.隧道使用区；10.旋转杆调节装置和雷达数据处理器安装位置；11.连接环。
具体实施方式：
36.下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
37.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另
有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
39.在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
40.本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
41.实施例一：
42.如图1所示，一种基于雷达用于隧道自动化监测的装置，包括三部分，分别是轨道1、移动车体2、可调整旋转杆3和控制装置。
43.所述轨道1为高分子材料质轻强度高，固定于隧道拱顶，与隧道拱顶衍生出钢筋螺栓连接，沿伸方向与隧道轴向方向平行；
44.且在所述轨道上底部设有沿隧道轴向方向设置一条缝隙，所述移动车体安装在所述的轨道上，沿着所述的轨道滑行；所述轨道1上有凹槽用于所述移动车体2滑行；
45.具体的，所述轨道1包括l型件一和l型件二；所述的l型件一和l型件二相对于隧道轴线对称设置，且两者之间形成缝隙，l型件一和l型件二组合在一起形成轨道；在所述的l型件一和l型件二沿着隧道轴线方向，设置有凹槽，移动车体的移动轮7沿着该凹槽滑动。
46.所述移动车体2内部容纳有旋转杆调节装置和雷达数据处理器；
47.如图2所示，移动车体2底部的中心位置安装一个旋转杆调节装置，中心位置两侧设置移动轮7。移动轮7可以与轨道1的凹槽相配合。
48.在本实施例中，移动轮为滑轮。
49.所述的旋转杆3的一端与旋转杆调节装置相连，另外一端与雷达天线盒4相连；
50.旋转杆调节装置选用现有结构即可，能够控制旋转杆3的角度。所述的控制装置控制移动车体在轨道内移动。
51.本实施例中，控制装置为拉线和自动化变速装置，所述拉线与所述移动车体2上连接环11连接，可以通过自动化变速装置控制拉线向前或向后拉动，拉线循环于所述轨道上方。
52.所述旋转杆3一端连接所述移动车体2内旋转杆调节装置，另一端通过夹子6与雷达天线4连接。
53.所述旋转杆3包括多节结构，为可伸缩结构，能够改变旋转杆的整体长度。
54.本实施例还提供了一种基于雷达用于隧道衬砌质量自动化监测的装置的使用方法，包括以下步骤：
55.步骤1：在隧道顶端打锚杆，并完成隧道围岩衬砌；
56.步骤2：安装轨道，将l型高分子轨道与锚杆末端螺栓连接；
57.步骤3：将旋转杆调节装置和雷达数据处理器安装于移动车体中并将移动车体置于轨道上方，移动车体移动轮7于轨道凹槽吻合；
58.步骤4：将拉线与移动车体连接好、旋转杆与移动车体连接好，将雷达天线盒与旋转杆连接好；
59.步骤5：利用控制器控制拉线的移动速度；
60.步骤6：改变旋转杆的角度和/或长度，使其在隧道使用区9进行雷达自动化检测，徐彤避开隧道壁8；
61.步骤7：自动化检测完毕后可拆卸，如若需要连续检测或实时检测也可不拆卸等待下次检测。
62.实施例二：
63.本实施例与实施例一的区别点在于：
64.本实施例的移动车体为自动控制小车，控制机构为驱动机构和控制器，所述控制器用于控制所述驱动机构，改变所述驱动机构的转动方向和/或速率，所述驱动机构能够驱动所述移动车体的移动轮的运动。
65.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。