CN114577173B - 一种大范围隧道检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种大范围隧道检测系统，其包括承载板、压力检测单元、位移检测单元以及控制器，承载板固定在隧道顶部，且承载板和隧道顶部之间留有空隙，压力检测单元、位移检测单元以及控制器均固定在承载板靠近地面的一侧，隧道的一端固定有步进电机，步进电机转轴一端朝向隧道内部，步进电机转轴一端固定有螺纹杆，螺纹杆长度方向和隧道长度方向相同，螺纹杆穿过承载板，且螺纹杆和承载板螺纹连接，隧道顶部开设有两道滑道，两道滑道的长度方向均和隧道的长度方向相同，承载板的一端嵌在其中一道滑道中，另一端嵌在另一道滑道中，承载板在两道滑道中滑动，本申请具有检测系统检测范围更大的效果。

Description

一种大范围隧道检测系统

技术领域

本申请涉及隧道检测的技术领域，尤其是涉及一种大范围隧道检测系统。

背景技术

我国城市化的发展，大量的市政、交通、公共设施项目投入建设，如何有效提高工程项目建造管控水平，保证质量、安全，减少环境影响，提升管控质量和效率是项目建造管控努力的方向，市政道路、城际铁路及城市轨道隧道工程占比较大，隧道施工及运维安全管理是施工单位及运维管理部门的首要任务，但隧道工程地质复杂，现有勘察技术在隧道开挖之前难以尽知隧道穿越的地质情况，现隧道施工时，虽采取了超前地质预报技术，但隧道未开挖段地质仍有极大不确定性，加之，施工时的支护措施不合理或施工不到位，使得隧道施工依然面临极大风险，塌方、突水(泥)、地面塌陷等事故时有发生，威胁人们生命安全，造成财产巨大损失，隧道施工扰民问题更为突出，钻爆法开挖施工时，爆破震动对周边建筑物的影响或造成的地下水泄漏问题频发，隧道施工造成的路面塌陷等问题引起群体事件时有发生，隧道运维期事故也时有发生，隧道渗漏水问题、衬砌掉块脱落或坍塌问题、隧道内隧道底板隆起路面变形等问题影响工程的正常使用，造成交通中断，甚至酿成重大事故。总之，隧道工程施工及运维期间均面临较大的安全风险，隧道施工及运维安全管控是施工单位及运维管理单位的主要任务和职责，面临巨大安全管理压力，故会用到隧道检测系统对隧道进行检测，从而检测隧道是否会出现问题。

通常直接将隧道检测系统固定在隧道顶部，隧道检测系统包括承载板、压力检测单元、位移检测单元以及控制器，承载板固定在隧道顶部，压力检测单元、位移检测单元以及控制器均固定在承载板靠近地面的一侧，压力检测单元用于检测隧道初期支护拱架与开挖围岩之间的压力，并输出压力信号；位移检测单元用于检测隧道开挖掘进围岩、二次衬砌收敛即拱顶下沉的位移，并输出位移信号；控制器用于接收压力检测单元发出的压力信号和位移检测单元发出的位移信号，并根据接收到的压力信号、位移信号判断隧道的安全性。

针对上述中的相关技术，发明人认为隧道检测系统固定在隧道顶部，检测范围较小，存在有检测系统检测范围较小的缺陷。

发明内容

为了达到检测系统检测范围更大的效果，本申请提供一种大范围隧道检测系统。

本申请提供的一种大范围隧道检测系统采用如下技术方案：

一种大范围隧道检测系统，包括承载板、压力检测单元、位移检测单元以及控制器，承载板固定在隧道顶部，且承载板和隧道顶部之间留有空隙，压力检测单元、位移检测单元以及控制器均固定在承载板靠近地面的一侧，压力检测单元、位移检测单元以及控制器共同用于隧道的检测，隧道的一端固定有步进电机，步进电机转轴一端朝向隧道内部，步进电机转轴一端固定有螺纹杆，螺纹杆长度方向和隧道长度方向相同，螺纹杆穿过承载板，且螺纹杆和承载板螺纹连接，隧道顶部开设有两道滑道，两道滑道的长度方向均和隧道的长度方向相同，承载板的一端嵌在其中一道滑道中，另一端嵌在另一道滑道中，承载板在两道滑道中滑动。

通过采用上述技术方案，当对隧道进行检测时，同时启动压力检测单元、位移检测单元以及控制器，对隧道进行检测，再启动步进电机，承载板沿隧道长度方向移动，从而压力检测单元、位移检测单元以及控制器沿隧道长度方向移动，从而对隧道进行大范围的检测，达到检测系统检测范围更大的效果。

可选的，所述承载板靠近隧道顶部的一侧固定有连接柱，连接柱远离承载板的一端固定有滑块，隧道顶部开设有顶端滑道，顶端滑道的长度方向和隧道的长度方向相同，滑块嵌在顶端滑道中，滑块在顶端滑道中滑动。

通过采用上述技术方案，连接柱的设置，使得当启动步进电机时，承载板还满足沿隧道长度方向移动的条件，且连接柱连接承载板和隧道，使得承载板和隧道的连接更加稳定，达到增加承载板和隧道之间连接稳定性的效果。

可选的，所述承载板靠近地面的一侧设置有转动板，压力检测单元、位移检测单元以及控制器均固定在转动板的一侧，承载板靠近地面的一侧固定有竖板，竖板上固定有第一电机，第一电机转轴长度方向和隧道长度方向相同，第一电机与转动板固定连接，转动板随第一电机转轴的转动而转动，当转动板转动时，转动板、压力检测单元、位移检测单元以及控制器均不与承载板接触。

通过采用上述技术方案，当对隧道进行检测时，启动第一电机，转动板会转动，从而压力检测单元、位移检测单元以及控制器会转动，使得压力检测单元、位移检测单元以及控制器会对准隧道不同的位置，使得检测范围更大，达到检测系统检测范围更大的效果。

可选的，所述隧道内部固定有收纳板，收纳板置于隧道远离地面的一端，且收纳板置于竖板靠近地面的一端，收纳板始终不与转动板、压力检测单元、位移检测单元以及控制器接触，收纳板的长度和隧道的长度相同。

通过采用上述技术方案，当使用检测系统对隧道进行检测时，由于压力检测单元、位移检测单元以及控制器会随第一电机转动，第一电机转速过快，可能会出现故障，压力检测单元、位移检测单元以及控制器可能会发生坠落，收纳板的设置，当压力检测单元、位移检测单元以及控制器发生坠落时，会掉落至收纳板上，而不是直接掉落至地面上，收纳板靠近压力检测单元、位移检测单元以及控制器，达到保护压力检测单元、位移检测单元以及控制器的效果。

可选的，所述隧道顶部设置有多个油枪，多个油枪均固定在隧道上，多个油枪的枪口均对准滑道。

通过采用上述技术方案，当对隧道检测时，随着使用检测系统时间的增加，滑道和承载板的滑动可能出现卡顿或者滑动不顺畅，启动油枪，对滑道进行涂油，使得滑道更加润滑，从而承载板的滑动更加顺畅，达到使承载板滑动更加顺畅的效果。

可选的，所述油枪枪口一端固定有收束筒，收束筒远离油枪的一端对准滑道。

通过采用上述技术方案，当使用油枪对滑道进行涂油时，油枪枪口较大，洒落出的油较多，收束筒的设置，会减小出油量，达到减小油枪出油量的效果。

可选的，所述收纳板远离地面的一侧固定有海绵层，海绵层完全覆盖收纳板远离地面的一侧。

通过采用上述技术方案，当压力检测单元、位移检测单元以及控制器发生坠落时，会坠落至收纳板上，海绵层的设置，海绵层质地较软，使得压力检测单元、位移检测单元以及控制器坠落时会陷入海绵层中，与海绵层接触，避免了压力检测单元、位移检测单元以及控制器与收纳板直接接触，达到保护压力检测单元、位移检测单元以及控制器的效果。

可选的，所述隧道顶部设置有连接板，连接板固定在步进电机位置处，且连接板和步进电机以及隧道均固定连接。

通过采用上述技术方案，连接板的设置，连接板和隧道以及步进电机均固定连接，连接了隧道和步进电机，达到增加隧道和步进电机之间连接稳定性的效果。

可选的，所述第一电机外部设置有第一保护壳，第一保护壳固定在竖板上，第一保护壳完全覆盖第一电机。

通过采用上述技术方案，隧道内环境恶劣，第一保护壳的设置，完全覆盖第一电机，达到保护第一电机的效果。

可选的，步进电机外部设置有第二保护壳，第二保护壳固定在隧道上，第二保护壳完全覆盖步进电机。

通过采用上述技术方案，隧道内环境恶劣，第二保护壳的设置，完全覆盖步进电机，达到保护步进电机的效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.步进电机、螺纹杆、承载板、转动板、竖板以及第一电机的设置，达到检测系统检测范围更大的效果；

2.连接柱以及连接板的设置，达到增加检测系统和隧道之间连接稳定性的效果；

3.收纳板、海绵层、第一保护壳以及第二保护壳的设置，达到保护检测系统内部部件的效果；

4.油枪的设置，达到使承载板滑动更加顺畅的效果；

5.收束筒的设置，达到减小油枪出油量的效果。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是为显示检测系统内部的结构示意图；

图3是图2中A部分的局部放大示意图；

图4是为显示滑道、顶端滑道以及第一电机以及第一保护壳的结构示意图。

图中，1、承载板；11、步进电机；12、螺纹杆；13、滑道；14、连接柱；15、滑块；16、顶端滑道；17、转动板；18、竖板；181、第一电机；2、压力检测单元；3、位移检测单元；4、控制器；5、收纳板；51、海绵层；6、油枪；61、收束筒；7、连接板；8、第一保护壳；9、第二保护壳。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种大范围隧道检测系统。

参照图1和图2，一种大范围隧道检测系统包括压力检测单元2、位移检测单元3以及控制器4，压力检测系统用于检测隧道初期支护拱架与开挖围岩之间的压力，并输出压力信号，位移检测单元3用于检测隧道开挖掘进围岩、二次衬砌收敛即拱顶下沉的位移，并输出位移信号，控制器4用于接收压力检测单元2发出的压力信号和位移检测单元3发出的位移信号，并根据接收到的压力信号、位移信号判断隧道的安全性。

参照图2、图3和图4，隧道顶部设置有承载板1，承载板1和地面平行，隧道顶部开设有两道滑道13，两道滑道13均沿隧道长度方向开设，两道滑道13均与地面平行，且两道滑道13处在同一高度，承载板1一端嵌在其中一道滑道13中，另一端嵌在另一道滑道13中，承载板1在滑道13中滑动，承载板1远离地面的一侧固定有连接柱14，连接柱14与承载板1垂直，且连接柱14置于承载板1的中点处，连接柱14远离承载板1的一端固定有滑块15，隧道顶部最高点的位置处开设有顶端滑道16，顶端滑道16沿隧道长度方向开设，顶端滑道16和地面平行，滑块15嵌在顶端滑道16中，滑块15在顶端滑道16中滑动。

参照图2，隧道的一端固定有步进电机11，步进电机11转轴朝隧道内部设置，且步进电机11转轴长度方向和隧道长度方向相同，步进电机11转轴远离步进电机11一端固定有螺纹杆12，螺纹杆12长度方向和步进电机11转轴长度方向相同，螺纹杆12远离步进电机11的一端与隧道远离步进电机11的一端相平，螺纹杆12穿过承载板1，承载板1和螺纹杆12螺纹连接，隧道顶部固定有连接板7，连接板7竖直向下设置，且连接板7和隧道的端面平行，连接板7和步进电机11以及隧道均固定连接，步进电机11外设置有第二保护壳9，第二保护壳9固定在隧道上，第二保护壳9完全覆盖步进电机11。

参照图2和图4，承载板1靠近地面的一端固定有竖板18，竖板18和地面垂直，且竖板18和隧道的端面平行，竖板18上固定有第一电机181，第一电机181转轴朝向隧道内部设置，第一电机181转轴长度方向和隧道长度方向相同，第一电机181转轴上固定有转动板17，转动板17长度方向和第一电机181转轴长度方向相同，转动板17随第一电机181转轴的转动而转动，压力检测单元2、位移检测单元3以及控制器4均固定在转动板17的同一侧，当转动板17转动时，转动板17、压力检测单元2、位移检测单元3以及控制器4均不与承载板1接触，第一电机181外部设置有第一保护壳8，第一保护壳8固定在竖板18上，第一保护壳8完全覆盖第一电机181，当需要对隧道进行检测时，同时启动步进电机11、第一电机181、压力检测单元2、位移检测单元3以及控制器4，压力检测单元2、位移检测单元3以及控制器4会沿隧道长度方向滑动，且同时转动，完成对隧道的检测，达到检测系统检测范围更大的效果。

参照图4，隧道顶部固定有多个油枪6，且多个油枪6排列成两列，每列油枪6均等间距固定，每列油枪6均沿隧道长度方向设置，全部油枪6处在同一高度，油枪6的枪口均对准滑道13，油枪6枪口一端设置有收束筒61，收束筒61远离油枪6的一端对准滑道13，随着使用检测系统时间的增加，滑道13和承载板1的滑动可能出现卡顿或者滑动不顺畅，启动油枪6，对滑道13进行涂油，使得滑道13更加润滑，从而承载板1的滑动更加顺畅，达到使承载板1滑动更加顺畅的效果。

参照图2，隧道内部固定有收纳板5，收纳板5和地面平行，收纳板5的两端均与隧道固定连接，收纳板5的长度和隧道的长度相同，收纳板5远离地面的一侧固定有海绵层51，海绵层51和收纳板5在水平面上的投影完全重合，海绵层51始终不与转动板17压力检测单元2、位移检测单元3以及控制器4接触。

本申请实施例一种大范围隧道检测系统的实施原理为：当需要对隧道进行检测时，同时启动步进电机11、第一电机181、压力检测单元2、位移检测单元3以及控制器4，对隧道进行检测即可，随着检测系统使用的时间越来越久，启动油枪6，对滑道13进行涂油，便于检测系统的重复使用。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大范围隧道检测系统，包括承载板(1)、压力检测单元(2)、位移检测单元(3)以及控制器(4)，承载板(1)固定在隧道顶部，且承载板(1)和隧道顶部之间留有空隙，压力检测单元(2)、位移检测单元(3)以及控制器(4)均固定在承载板(1)靠近地面的一侧，压力检测单元(2)、位移检测单元(3)以及控制器(4)共同用于隧道的检测，其特征在于：隧道的一端固定有步进电机(11)，步进电机(11)转轴一端朝向隧道内部，步进电机(11)转轴一端固定有螺纹杆(12)，螺纹杆(12)长度方向和隧道长度方向相同，螺纹杆(12)穿过承载板(1)，且螺纹杆(12)和承载板(1)螺纹连接，隧道顶部开设有两道滑道（13），两道滑道（13）的长度方向均和隧道的长度方向相同，承载板(1)的一端嵌在其中一道滑道(13)中，另一端嵌在另一道滑道(13)中，承载板(1)在两道滑道(13)中滑动，承载板(1)靠近隧道顶部的一侧固定有连接柱(14)，连接柱(14)远离承载板(1)的一端固定有滑块(15)，隧道顶部开设有顶端滑道(16)，顶端滑道(16)的长度方向和隧道的长度方向相同，滑块(15)嵌在顶端滑道(16)中，滑块(15)在顶端滑道(16)中滑动，承载板(1)靠近地面的一侧设置有转动板(17)，压力检测单元(2)、位移检测单元(3)以及控制器(4)均固定在转动板(17)的一侧，承载板(1)靠近地面的一侧固定有竖板(18)，竖板(18)上固定有第一电机(181)，第一电机(181)转轴长度方向和隧道长度方向相同，第一电机(181)与转动板(17)固定连接，转动板(17)随第一电机(181)转轴的转动而转动，当转动板(17)转动时，转动板(17)、压力检测单元(2)、位移检测单元(3)以及控制器(4)均不与承载板(1)接触。

2.根据权利要求1所述的一种大范围隧道检测系统，其特征在于：所述隧道内部固定有收纳板(5)，收纳板(5)置于隧道远离地面的一端，且收纳板(5)置于竖板(18)靠近地面的一端，收纳板(5)始终不与转动板(17)、压力检测单元(2)、位移检测单元(3)以及控制器(4)接触，收纳板(5)的长度和隧道的长度相同。

3.根据权利要求1所述的一种大范围隧道检测系统，其特征在于：所述隧道顶部设置有多个油枪(6)，多个油枪(6)均固定在隧道上，多个油枪(6)的枪口均对准滑道(13)。

4.根据权利要求3所述的一种大范围隧道检测系统，其特征在于：所述油枪(6)枪口一端固定有收束筒(61)，收束筒(61)远离油枪(6)的一端对准滑道(13)。

5.根据权利要求2所述的一种大范围隧道检测系统，其特征在于：所述收纳板(5)远离地面的一侧固定有海绵层(51)，海绵层(51)完全覆盖收纳板(5)远离地面的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种大范围隧道检测系统，其特征在于：所述隧道顶部设置有连接板(7)，连接板(7)固定在步进电机(11)位置处，且连接板(7)和步进电机(11)以及隧道均固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种大范围隧道检测系统，其特征在于：所述第一电机(181)外部设置有第一保护壳(8)，第一保护壳(8)固定在竖板(18)上，第一保护壳(8)完全覆盖第一电机(181)。

8.根据权利要求1所述的一种大范围隧道检测系统，其特征在于：步进电机(11)外部设置有第二保护壳(9)，第二保护壳(9)固定在隧道上，第二保护壳(9)完全覆盖步进电机(11)。