CN207920623U - 一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉提供一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，包括门形主钢架、限位传感器、弹簧片、微动开关、摄像机、激光扫描仪、操作台、平板电脑、端头模板和模板单元；多个模板单元依次连接并形成拱形结构，多个模板单元和端头模板的内侧形成浇筑区域，模板单元上设有多个安装孔，安装孔内设有弹簧片和微动开关，所述端头模板上配置有观察窗，所述摄像机配置于所述观察窗的外侧，从而实现对浇注区域的监测，所述限位传感器设置于模板拱顶的端部边缘；所述门形主钢架上设有支撑件，所述激光扫描仪配置在所述支撑件上，实现对衬砌面的扫描。

Description

一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系

技术领域

本实用新型涉及隧道衬砌台车设备技术领域，具体地说是一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系。

背景技术

隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物。因其所处位置和建造结构的特殊性，施工过程相对来说比较困难复杂，对于施工安全效率要求比较高。在隧道拱顶混凝土浇注过程中，浇注是否完成通常通过设置导流管，混凝土灌注满后会从另一侧导流管溢出，表明作业完成。但混凝土若碰上低温天气，凝固时间缩短，凝固成固体不易从导流管中溢出，此时则容易发生空洞，过重的混凝土则会造成模板坍塌等施工事故。现有的隧道衬砌台车都未有效实现对浇注过程中各项状态、参数的实时监控及定量浇注的系统性设计，严重影响浇注作业效率。

在衬砌台车行进至下一工作位置时，若未到达指定位置就抬升台车则会造成模板与二衬的碰撞，从而损坏二衬，而现有的台车并未采取预防此类事故发生的有效措施。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，克服了现有技术中的不足，避免了隧道衬砌台车与二衬的碰撞，增设了混凝土浇注过程中的实时监控体系，提高了设备的安全性和作业的可控性。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，包括门形主钢架、限位传感器、弹簧片、微动开关、摄像机、激光扫描仪、操作台、平板电脑、端头模板和模板单元；多个模板单元依次连接并形成拱形结构，其特征在于：多个模板单元和端头模板的内侧形成浇筑区域，在多个模板单元所形成拱形结构内侧的周向和轴向上均匀设置多个安装孔，安装孔内设有弹簧片和微动开关，所述弹簧片设置于所述微动开关的下侧，所述端头模板上配置有观察窗，所述摄像机配置于所述观察窗的外侧，从而实现对浇注区域的监测，所述限位传感器设置于模板拱顶的端部边缘；所述门形主钢架上设有支撑件，所述激光扫描仪配置在所述支撑件上，从而实现对衬砌面的扫描；所述限位传感器和所述微动开关均与操作台电路连接，所述操作台上具有控制隧道衬砌台车进行作业的控制开关，所述操作台与所述平板电脑通过应用软件实现信息交互，所述平板电脑具有显示混凝土砂浆浇注的液位、进度条、压力、温度、湿度、目标浇注量、实际浇注量和现场浇注视频等实时状态和参数的应用软件，所述平板电脑将隧道衬砌台车每次作业的各项信息通过因特网上传至铁总监管中心进行储存，方便随时调用。弹簧片的设置是为了在混凝土砂浆浇筑过程中，当混凝土砂浆液面上升至弹簧片位置处时触动弹簧片，从而使弹簧片触动微动开关，进而将信号传递给操作台和平板电脑，作业人员即可从平板电脑获取浇注过程实时的混凝土砂浆液面高度信息，微动开关可选择弱电感应开关或贴片传感器，只要配合弹簧片实现将混凝土砂浆液面高度信息进行反馈即可，而弹簧片和微动开关设置为多个则保证了所反馈信息的准确性和有效性，从而使作业人员能够从平板电脑获取准确的浇注进度信息。限位传感器的设置则可避免隧道衬砌台车在未行至预定工位时的抬升而导致的压坏二衬的情况。摄像机及观察窗的设置，则方便作业人员通过平板电脑显示的视频随时观察浇注区域内的实际浇注作业情况。激光扫描仪设置在隧道衬砌台车行进方向的前端，在每一模浇注前，激光扫描仪可随着台车的行进对隧道的衬砌面进行扫描，再由平板电脑结合模板截面的形状计算出目标浇注量，从而实现定量浇注。操作台和平板电脑均安装专用的应用软件来实现信息交互，方便实现对隧道衬砌台车作业的控制和各类信息反馈、上传、储存及调用。

本实用新型还包括振捣单元，所述振捣单元在所述拱形结构外侧或内侧的周向和轴向上均匀分布，所述振捣单元与所述操作台电路连接。

本实用新型所述的振捣单元采用附着式外部振捣器、内部振捣器或浮球式振捣器。振捣器的设置，可在浇注作业中实现模板单元单位面积上对混凝土的有效振捣，保证了混凝土的密实性。

本实用新型所述模板的浇筑区域设置多个压力传感器，多个压力传感器在所述拱形结构内侧的拱顶位置上均匀分布，所述压力传感器与所述操作台电路连接。压力传感器可监测浇注过程中拱顶位置处的实时压力，并将压力数据反馈至平板电脑。

本实用新型所述模板的浇注区域设置多个温湿度传感器，多个温湿度传感器在所述拱形结构内侧的肩部位置上均匀分布，所述温湿度传感器与所述操作台电路连接。温湿度传感器的设置方便获取浇注过程中的混凝土砂浆的实时温度和湿度数据。

本实用新型所述的多排贴片传感器沿轴向均匀配置在敷设于衬砌面的防排水板上，所述贴片传感器与所述操作台电路连接。贴片传感器和压力传感器协同作用则可准确地反映出拱顶处混凝土的浇注状况，确保拱顶位置处混凝土浇注的密实度。

本实用新型所述的观察窗采用玻璃钢材质。玻璃钢材质的观察窗满足强度的要求。

本实用新型所述的门形主钢架包括连接基座、多个升降装置和多个主钢架体，所述连接基座包括两个主横梁和多个支撑柱，所述两个主横梁可滑动的连接在多个支撑柱上，所述主钢架体可拆卸的连接在所述主横梁上，所述升降装置连接在所述支撑柱上，所述主钢架体与所述升降装置连接。

本实用新型所述的升降装置包括升降油缸，所述升降油缸连接在所述支撑柱上，所述主钢架体与所述升降油缸连接。

本实用新型还包括温度计和混凝土流量计，所述温度计和混凝土流量计设置于混凝土泵的出料阀门位置处且均与所述操作台电路连接。可以对混凝土的温度及流量进行监测。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：设计合理，自动化、智能化、信息化程度高，避免了隧道衬砌台车与二衬发生碰撞导致二衬损坏的情况，可实现浇注量的计算和定量浇注，也可实现混凝土浇注过程中各项状态参数的实时监控，保证了混凝土的浇筑质量，具有很高的安全性和可靠性，便于施工，提高了作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中A处的放大图。

图3是本实用新型限位传感器使用时的示意图。

图4是图3中B处的放大图。

图5是本实用新型的立体图。

图6是图5中C处的放大图。

图中：1、模板单元，2、压力传感器，3、贴片传感器，4、摄像机，5、端头模板，51,、观察窗，6、门形主钢架，61、主钢架体，62、升降装置，63、连接基座，64、支撑件，631、支撑柱，632、主横梁，7、温湿度传感器，8、振捣单元，9、激光扫描仪，10、限位传感器，11、微动开关，12、弹簧片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1。

参见图1至图6，本实施例的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系包括门形主钢架6、限位传感器10、弹簧片12、微动开关11、摄像机4、激光扫描仪9、操作台、平板电脑（图中未示出）、端头模板5和模板单元1；多个模板单元1依次连接并形成拱形结构，多个模板单元1和端头模板5的内侧形成浇筑区域，在多个模板单元1所形成拱形结构内侧的周向和轴向上均匀设置多个安装孔，安装孔内设有弹簧片12和微动开关11，所述弹簧片12设置于所述微动开关11的下侧，所述端头模板5上配置有观察窗51，所述摄像机4配置于所述观察窗51的外侧，从而实现对浇注区域的监测，所述限位传感器10设置于模板拱顶的端部边缘；所述门形主钢架6上设有支撑件64，所述激光扫描仪9配置在所述支撑件64上，从而实现对衬砌面的扫描，经平板电脑的计算而得出每一模混凝土砂浆的浇注量，实现定量浇注；所述限位传感器10和所述微动开关11均与操作台（图中未示出）电路连接，所述操作台上具有控制隧道衬砌台车进行作业的控制开关，所述操作台与所述平板电脑通过应用软件实现信息交互，所述平板电脑具有显示混凝土砂浆浇注的液位、进度条、压力、温度、湿度、目标浇注量、实际浇注量和现场浇注视频等实时状态和参数的应用软件，所述平板电脑将隧道衬砌台车每次作业的各项信息通过因特网上传至铁总监管中心进行储存，方便随时调用。弹簧片12的设置是为了在混凝土砂浆浇筑过程中，当混凝土砂浆液面上升至弹簧片12位置处时触动弹簧片12，从而使弹簧片12触动微动开关11，进而将信号传递给操作台和平板电脑，作业人员即可从平板电脑获取浇注过程实时的混凝土砂浆液面高度信息，微动开关11可选择弱电感应开关或贴片传感器，只要配合弹簧片12实现将混凝土砂浆液面高度信息进行反馈即可，而弹簧片12和微动开关11设置为多个则保证了所反馈信息的准确性和有效性，从而使作业人员能够从平板电脑获取准确的浇注进度信息。限位传感器10的设置则可避免隧道衬砌台车在未行至预定工位时的抬升而导致的压坏二衬的情况。摄像机4及观察窗51的设置，则方便作业人员通过平板电脑显示的视频随时观察浇注区域内的实际浇注作业情况。激光扫描仪9设置在隧道衬砌台车行进方向的前端，在每一模浇注前，激光扫描仪9可随着台车的行进对隧道的衬砌面进行扫描，再由平板电脑结合模板截面的形状计算出目标浇注量，从而实现定量浇注。操作台和平板电脑均安装专用的应用软件来实现信息交互，方便实现对隧道衬砌台车作业的控制和各类信息反馈、上传、储存及调用。

本实施例还包括振捣单元8，所述振捣单元8在所述拱形结构外侧的周向和轴向上均匀分布，所述振捣单元8与所述操作台电路连接。

本实施例中的振捣单元8采用附着式外部振捣器，当然还可选择内部振捣器或浮球式振捣器。

本实施例中模板的浇筑区域设置多个压力传感器2，多个压力传感器2在所述拱形结构内侧的拱顶位置上均匀分布，所述压力传感器2与所述操作台电路连接。压力传感器2可监测浇注过程中拱顶位置处的实时压力，并将压力数据反馈至平板电脑。

本实施例中模板的浇注区域设置多个温湿度传感器7，多个温湿度传感器7在所述拱形结构内侧的肩部位置上均匀分布，所述温湿度传感器7与所述操作台电路连接。温湿度传感器7的设置方便获取浇注过程中的混凝土砂浆的实时温度和湿度数据。

本实施例中的多排贴片传感器3沿轴向均匀配置在敷设于衬砌面的防排水板上，所述贴片传感器3与所述操作台电路连接。贴片传感器3和压力传感器2协同作用则可准确地反映出拱顶处混凝土的浇注状况，确保拱顶位置处混凝土浇注的密实度。

本实施例中的观察窗51采用玻璃钢材质。玻璃钢材质的观察窗51满足强度的要求。

本实施例中的门形主钢架6包括连接基座63、多个升降装置62和多个主钢架体61，所述连接基座63包括两个主横梁632和多个支撑柱631，所述两个主横梁632可滑动的连接在多个支撑柱631上，所述主钢架体61可拆卸的连接在所述主横梁632上，所述升降装置62连接在所述支撑柱631上，所述主钢架体61与所述升降装置62连接。

本实施例中的升降装置62包括升降油缸，所述升降油缸连接在所述支撑柱631上，所述主钢架体61与所述升降油缸连接。升降油缸和支撑柱631均设置为四个，分别布置在衬砌台车门形主钢架6的四个角上。

本实施例还包括温度计和混凝土流量计，所述温度计和混凝土流量计设置于混凝土泵的出料阀门位置处且其与所述操作台电路连接。可以对混凝土的温度及流量进行监测。

应当指出，以上借助优选实施例对本实用新型的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本实用新型说明书的基础上可以对实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，包括门形主钢架、限位传感器、弹簧片、微动开关、摄像机、激光扫描仪、操作台、平板电脑、端头模板和模板单元；多个模板单元依次连接并形成拱形结构，其特征在于：在多个模板单元所形成拱形结构内侧的周向和轴向上均匀设置多个安装孔，安装孔内设有弹簧片和微动开关，所述弹簧片设置于所述微动开关的下侧，所述端头模板上配置有观察窗，所述摄像机配置于所述观察窗的外侧，从而实现对浇注区域的监测，所述限位传感器设置于模板拱顶的端部边缘；所述门形主钢架上设有支撑件，所述激光扫描仪配置在所述支撑件上，从而实现对衬砌面的扫描；所述限位传感器和所述微动开关均与操作台电路连接，所述操作台上具有控制隧道衬砌台车进行作业的控制开关，所述操作台与所述平板电脑通过应用软件实现信息交互，所述平板电脑具有显示混凝土砂浆浇注的液位、进度条、压力、温度、湿度、目标浇注量、实际浇注量和现场浇注视频等实时状态和参数的应用软件，所述平板电脑将隧道衬砌台车每次作业的各项信息通过因特网上传至铁总监管中心进行储存，方便随时调用。

2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：还包括振捣单元，所述振捣单元在所述多个模板单元所形成的拱形结构外侧或内侧的周向和轴向上均匀分布，所述振捣单元与所述操作台电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：所述振捣单元采用附着式外部振捣器、内部振捣器或浮球式振捣器。

4.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：所述模板单元的浇注区域设置多个压力传感器，多个压力传感器在所述拱形结构内侧的拱顶位置上均匀分布，所述压力传感器与所述操作台电路连接。

5.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：所述模板单元的浇注区域设置多个温湿度传感器，多个温湿度传感器在所述拱形结构内侧的肩部位置上均匀分布，所述温湿度传感器与所述操作台电路连接。

6.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：多排贴片传感器沿轴向均匀配置在敷设于衬砌面的防排水板上，所述贴片传感器与所述操作台电路连接。

7.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：所述观察窗采用玻璃钢材质。

8.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：所述门形主钢架包括连接基座、多个升降装置和多个主钢架体，所述连接基座包括两个主横梁和多个支撑柱，所述两个主横梁可滑动的连接在多个支撑柱上，所述主钢架体可拆卸的连接在所述主横梁上，所述升降装置连接在所述支撑柱上，所述主钢架体与所述升降装置连接。

9.根据权利要求8所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：所述的升降装置包括升降油缸，所述升降油缸连接在所述支撑柱上，所述主钢架体与所述升降油缸连接。

10.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，其特征在于：还包括温度计和混凝土流量计，所述温度计和混凝土流量计设置于混凝土泵的出料阀门位置处且其与所述操作台电路连接。