CN108759760B - 一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置及方法，是由顶杆、下底杆、外套管和手柄组成，顶杆和下底杆的外侧设有刻度，顶杆、下底杆和外套管共同构成量测装置的主体部分，顶杆顶部设有锥形传感器，传感器和顶杆通过内螺纹连接；外套管的顶部位置设有强力弹簧销；顶杆和下底杆通过顶推装置连接，顶推装置位于下底杆的内部和手柄底部，由连接装置和电动装置共同组成；手柄上端和下端通过内螺纹分别和下底杆和顶推机盒连接，手柄的上部设有水准管；整体结构简便，容易操作，可以快速实现隧道衬砌破检时用于钻孔衬砌空洞深度和检测衬砌厚度的量测。

Description

一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置及方法

技术领域

本发明涉及高速公路隧道、铁路隧道、地铁或者其他地下管廊结构中衬砌质量检测中用于破检的量测装置，特别是涉及到隧道质量检测中空洞厚度或者衬砌厚度的量测装置及方法。

背景技术

随着我们基础设施建设的投入，隧道工程也越来越多，在隧道工程的建设过程中，遇到地质环境复杂，施工条件困难、设备材料老化的问题也较为突出，特别由此造成的隧道衬砌质量问题较多，较为严重的脱空问题对工后的隧道运营会产生难以估量的损失。因此在隧道质量检测中对于隧道脱空及隧道衬砌厚度的安全评定显得尤为重要。

在以往的隧道质量检测中，通常先采用地质雷达扫描的方法，以大致确定脱空的深度及衬砌的厚度，然后进行钻孔破检验证的手段最终确定脱空深度。而以往用于钻孔破检的量测装置还存在着一些问题，这些问题不能及时解决，对于隧道衬砌质量安全的评定的精度造成一定影响，并且操作太过繁琐。

（1）传统通常空洞深度的量测采用钢筋伸进去然后通过做标记，再取下来做标记后借用其他尺子进行量测，操作繁琐。

（2）空洞深度的量测过程中，是以最底部达到防水板为底部，而传统量测中不能确定是否达到最底部，因此数据缺乏准确性。

（3）传统拱顶脱空破检中，需要人工将钢筋放置在钻孔中，不能确定是否垂直起来，测出的数据失实，并且浪费人力。

由于传统量测装置存在以上问题，目前在公路隧道、铁路隧道、地铁或者其他地下管廊结构中衬砌质量检测中亟需新的量测装置及方法改变目前这种现状，实现衬砌质量检测中空洞深度和衬砌厚度的精确量测。

发明内容

为了实现隧道衬砌质量安全检测对破检验证环节中空洞深度和衬砌厚度的精确量测，更准确、更快捷、更安全的完成量测任务，解决量测中数据不准、操作繁琐和人力浪费等问题，设计了一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置及方法，通过该装置可以很好的解决传统量测装置存在的一些问题。

本发明是设计了一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置，由顶杆、下底杆、外套管和手柄组成，顶杆和下底杆的外侧设有刻度，顶杆、下底杆和外套管共同构成量测装置的主体部分，顶杆顶部设有锥形传感器，传感器和顶杆通过内螺纹连接；外套管的顶部位置设有强力弹簧销；顶杆和下底杆通过顶推装置连接，顶推装置位于下底杆的内部和手柄底部，由连接装置和电动装置共同组成；手柄上端和下端通过内螺纹分别和下底杆和顶推机盒连接，手柄的上部设有水准管，手柄上设有螺纹。

进一步的，所述锥形传感器是通过螺纹和顶杆连接，传感器通过顶杆内部连接到装置底部的顶推机盒，顶推机盒外部设有传感器显示器。

进一步的，所述的强力弹簧销连接强力弹簧，强力弹簧由收缩钢丝通过顶轮连接到外套管下部的滑片，滑片可以顺着外套管向下滑动。

进一步的，所述的下底杆底部设有固定装置，固定装置由外螺母、挤紧长爪和橡胶垫组成，外螺母设置在挤紧长爪外侧，挤紧长爪顶部可以抵住外套管。

进一步的，所述顶推装置包括连接装置和电动装置，连接装置包括顶块、钢丝绳和定滑轮组成。钢丝绳通过定滑轮并连接着顶块。

进一步的，所述顶块上设置穿孔，钢丝绳可以直接穿过。顶块直接焊接在顶杆底部。

进一步的，所述钢丝绳的两端连接在位于顶推机盒内的减速机上，减速机连接直流电动机，直流电动机连接蓄电池，减速机、直流电动机和蓄电池组成电动装置。

进一步的，所述顶推机盒外侧设有两个开关，一个为传感器开关，一个为直流电动机开关。

进一步的，所述顶杆、下底杆和外套管采用高强铝合金材料制成；所述传感器开关为圆形按钮式开关；所述直流电动机开关为双控上下式开关。

基于上述装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）钻孔后，固定好装置，启动顶推装置，将顶杆沿着钻孔伸进去，当锥形传感器接触

到防水板并在传感器显示器显示一定的数值时停止顶推。

（2）将外套管下端的滑片向下滑动，强力弹簧销内置外套管内，人工向钻孔内推进，此

时弹力弹簧销会垂直围岩面向上走，当进入空洞后，强力弹簧销立刻弹出，停止推进，将下底杆下的外螺母固定挤紧长爪和橡胶垫。

（3）再次将外套管下端的滑片向下滑动，强力弹簧销内置外套管内，即可将整个装置从

空洞和钻孔中取出，记下此刻顶杆和下底杆的刻度，即为空洞深度，后将外套管回落最初位置，最后利用电动机的正反转将顶杆缩回，整个检测过程结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、量测装置外置刻度，可以直接量测，保证数据的准确性，顶杆顶部设有传感器，可以根据传感器的读数判断是否顶到防水板，外套管的顶部设有强力弹簧销，强力弹簧销在进入空洞后立刻弹出，此时的刻度读数即为空洞深度，操作方便，数据精确。

2、手柄位置设置有水准管，当对拱顶破检量测中，对需要垂直状态下可以保证装置垂直，保证了数据的精准性；顶杆可以通过下底杆安设的顶推装置推进去，通过直流电动机的正反转实现顶杆的上升和下降，整个过程操作简单，并且整体结构精巧，能很好的完成检测任务。

附图说明

图1 初始状态示意图

图2 A部放大图

图3 B部放大图

图4 弹簧销弹出状态示意图

图5 C部放大图

图6 D部放大图

图7 外套管的定位状态示意图

图8 E部放大图

图9 隧道中使用状态示意图

附图标记：

其中：1、顶杆；2、下底杆；3、外套管；4、手柄；5、锥形传感器；6、强力弹簧销；7、强力弹簧；8、收缩钢丝；9、顶轮；10、滑片；11、外螺母；12、挤紧长爪；13、橡胶垫；14、顶推机盒；15、传感器显示器；16、传感器开关；17、直流电动机开关；18、水准管；19、螺纹；20、减速机；21、直流电动机；22、蓄电池；23、定滑轮；24、钢丝绳；25、顶块；26、防水板；27、空洞；28、衬砌；29、钻孔。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2和图3所示，本发明所述的一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置及方法，包括顶杆1、下底杆2、外套管3和手柄4组成；顶杆1和下底杆2的外侧设有刻度，顶杆1、下底杆2和外套管3共同构成量测装置的主体部分，顶杆1顶部设有锥形传感器5，锥形传感器5和顶杆1通过内螺纹连接，锥形传感器5通过顶杆1内部连接到装置底部的顶推机盒14，顶推机盒14外部设有传感器显示器15，顶推机盒14外部设有两个开关，一个为传感器开关16，一个为直流电动机开关17；外套管3的顶部位置设有强力弹簧销6；顶杆1和下底杆2通过顶推装置连接，顶推装置位于下底杆2的内部和手柄4底部，由连接装置和电动装置共同组成；手柄4上端和下端通过内螺纹分别和下底杆2和顶推机盒14连接，手柄4的上部设有水准管18，手柄4上设有螺纹19；所述顶杆1、下底杆2和外套管3采用高强铝合金材料制成；所述传感器开关16为圆形按钮式开关；所述直流电动机开关17为双控上下式开关。

如图2、图3和图6所示，所述的强力弹簧销6内连接强力弹簧7，强力弹簧7由收缩钢丝8通过顶轮9连接到外套管3下部的滑片10，滑片10可以顺着外套管3向下滑动。

如图3，下底杆2底部设有固定装置，固定装置由外螺母11、挤紧长爪12和橡胶垫13组成，外螺母11设置在挤紧长爪12外侧，挤紧长爪12顶部可以抵住外套管3。

如图5所示，所述顶推装置包括连接装置和电动装置，连接装置包括顶块25、钢丝绳24和定滑轮23组成。钢丝绳24通过定滑轮23并连接着顶块25。顶块25上设置穿孔，钢丝绳24可以直接穿过。顶块25直接焊接在顶杆1底部。钢丝绳24的两端连接在位于顶推机盒14内的减速机20上，减速机20连接直流电动机21，直流电动机21连接蓄电池22，减速机20、直流电动机21和蓄电池22组成电动装置。

利用上述装置实现衬砌质量检测中用于破检的量测目的，包括以下步骤：

（1）本装置在使用时，在需要破检位置，确定好钻孔29位置，通过装置上的水准管18调节垂直度，将顶杆1插入钻孔29，然后启动直流电动机开关17，直流电动机21带动钢丝绳24上升，钢丝绳24通过定滑轮23穿过顶块25，顶块25开始顶着顶杆1向上移动；同时，打开传感器开关16，当顶杆1向空洞27深处移动，当锥形传感器5碰触到防水板26时，传感器显示器15将出现读数，当读数达到设定值时即可停止顶推。

（2）将外套管3上部的强力弹簧销6设置到内部，具体通过外套管3下部的滑片10向下滑动，带动收缩钢丝8将强力弹簧7连同强力弹簧销6带动到内部；外套管3通过人工向上推进入钻孔29中，同时放松滑片10，强力弹簧销6顶着钻孔29界面向上移动，当进入到空洞27时候，强力弹簧销6将弹出，此刻停止向上推动，同时，将外螺母11、挤紧长爪12连同橡胶垫13向上移动，当挤紧长爪12顶部抵住外套管3后，拧紧外螺母11，使挤紧长爪12和橡胶垫13压紧下底杆2，即可固定外套管3位置。

（3）向下滑动滑片10，将强力弹簧销6收缩至内部，将装置取出钻孔29，此时顶杆1连同下底杆2上的刻度读数即为衬砌28空洞27深度。记录数据完毕后，先将外套管3回落，后启动直流电动机21反转开关，将顶杆1落下，整个检测过程完成。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置，其特征是：由顶杆、下底杆、外套管和手柄组成，顶杆和下底杆的外侧设有刻度，顶杆、下底杆和外套管共同构成量测装置的主体部分，顶杆顶部设有锥形传感器，传感器和顶杆通过内螺纹连接；外套管的顶部位置设有强力弹簧销；顶杆和下底杆通过顶推装置连接，顶推装置位于下底杆的内部和手柄底部，由连接装置和电动装置共同组成；手柄上端和下端通过内螺纹分别和下底杆和顶推机盒连接，手柄的上部设有水准管，手柄上设有螺纹；

所述的强力弹簧销连接强力弹簧，强力弹簧由收缩钢丝通过顶轮连接到外套管下部的滑片，滑片可以顺着外套管向下滑动；

所述的下底杆底部设有固定装置，固定装置由外螺母、挤紧长爪和橡胶垫组成，外螺母设置在挤紧长爪外侧，挤紧长爪顶部可以抵住外套管；

所述顶推装置包括连接装置和电动装置，连接装置包括顶块、钢丝绳和定滑轮组成；钢丝绳通过定滑轮并连接着顶块；

顶块上设置穿孔，钢丝绳可以直接穿过；顶块直接焊接在顶杆底部。

2.根据权利要求1中所述的一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置，其特征是：所述锥形传感器是通过内螺纹和顶杆连接，锥形传感器通过顶杆内部连接到装置底部的顶推机盒，顶推机盒外部设有传感器显示器。

3.根据权利要求1中所述的一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置，其特征是：所述钢丝绳的两端连接在位于顶推机盒内的减速机上，减速机连接直流电动机，直流电动机连接蓄电池，减速机、直流电动机和蓄电池组成电动装置。

4.根据权利要求1中所述的一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置，其特征是：所述顶推机盒外侧设有两个开关，一个为传感器开关，一个为直流电动机开关。

5.根据权利要求1中所述的一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置，其特征是：所述顶杆、下底杆和外套管采用高强铝合金材料制成；所述传感器开关为圆形按钮式开关；所述直流电动机开关为双控上下式开关。

6.利用权力要求1-5任一所述的一种用于隧道衬砌质量检测中用于破检的量测装置及方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）钻孔后，固定好装置，启动顶推装置，将顶杆沿着钻孔伸进去，当锥形传感器接触到防水板并在传感器显示器显示一定的数值时停止顶推；

（2）将外套管下端的滑片向下滑动，强力弹簧销内置外套管内，人工向钻孔内推进，此时强力弹簧销会垂直围岩面向上走，当进入空洞后，强力弹簧销立刻弹出，停止推进，将下底杆下的外螺母固定挤紧长爪和橡胶垫；

（3）再次将外套管下端的滑片向下滑动，强力弹簧销内置外套管内，即可将整个装置从空洞和钻孔中取出，记下此刻顶杆和下底杆的刻度，即为空洞深度，后将外套管回落最初位置，最后利用电动机的正反转将顶杆缩回，整个检测过程结束。

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