CN211375056U

CN211375056U - 隧道拱顶质量无损检测装置

Info

Publication number: CN211375056U
Application number: CN201922218475.9U
Authority: CN
Inventors: 李梦晨; 赵之仲; 李向阳; 陈建斌; 刘国锋
Original assignee: Shandong Jiaotong University
Current assignee: Shandong Jiaotong University
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2029-12-12

Abstract

本实用新型提供了一种隧道拱顶质量无损检测装置，用于检测隧道内衬病害情况。该装置包括轨道，行走机构，安装平台及中控室，激光隧道断面检测仪和探地雷达检测仪，所述轨道固定在隧道内衬上，吊装的安装平台位于轨道下方，在安装平台上固定弧形支架，该弧形支架上有可滑动的安装滑台探地雷达检测仪，激光隧道断面检测仪设置在安装平台上。本实用新型为有轨式检测装置，并不妨碍隧道内部路面车辆的通行，可以一边进行隧道衬砌病害的实时监测，进行及时预防和处理病害，一边正常运营隧道，大大扩大了检测范围，同时也提高了检测质量与检测效率，大大提高了隧道的安全性。

Description

隧道拱顶质量无损检测装置

技术领域

该实用新型涉及隧道内衬病害检测设备技术领域。

背景技术

隧道工程是隐蔽性工程，衬砌完工后肉眼很难看清衬砌厚度与衬砌背后的状况。尽管施工后采取了一些无损检测，但由于各种原因，检测结果仍不令人满意，甚至一些地方采取了人工敲击的方法来检查隧道衬砌的质量。隧道工程是受地质作用影响紧密的工程，隧道开挖使得围岩应力得到释放，支护后应力要在很长时间内进行调整。如果围岩较差，衬砌背后不实在，运营后，在动荷载的作用下，加上地质与水文的作用，会产生隧道病害。

目前，除了人工敲击检查外，还有一种较先进的方法是接触式探地雷达方法。该方法需在停电的情况下使雷达天线与隧道壁紧贴，一般一次只布置一条测线，由于接触网的遮挡拱顶检测十分困难，这种检测方法难以满足现状和日益增长的需求。

例如，山东大学公开的技术文献CN 107084996 A，一种隧道二衬质量雷达检测多功能辅助装置及其使用方法，装置部分主要包括雷达天线固定装置，与固定装置连接的升降机构、与升降结构连接的环向行走机构及其动力系统。采逐面探测的方式进行病害探测，优点是数据准确，缺点是效率低下。

本实用新型旨在设计一种检测隧道衬砌病害的装置，既能不影响白天的运行情况，又能无间断的连续检测衬砌病害，通过激光检测和雷达检测相结合的方式，地提高检测效率与检测质量。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本专利实用新型了一种新型检测装置，能够快速的、准确的、无损检测隧道衬砌的病害以及实时进行检测，随时反馈隧道衬砌的健康完好状况。

本实用新型的目的是为了解决目前现有技术暴露出的问题，而提出一种结构简单，能适应不同隧道拱顶内壁工况、操作简便且高效的隧道拱顶检测系统，且系统工作时，使用激光检测仪快速的扫描和雷达精准的二次确认、收集病害数据信息，可以对隧道拱顶内壁进行连续检测，实现高效和高进度的检测。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

本实用新型提供了一种可以检测隧道内衬病害情况的有轨式检测装置，具体的说是一种隧道拱顶质量无损检测装置，包括轨道，行走机构，安装平台及中控室，激光隧道断面检测仪和探地雷达检测仪，所述轨道固定在隧道内衬上，两根轨道在隧道内沿着隧道的方向设置，彼此平行，其特征在于，

吊装的安装平台位于轨道下方，并在行走机构的驱动下该安装平台具有沿着轨道方向运动的动作，在安装平台上固定弧形支架，该弧形支架平行于隧道断面，且在弧形支架上可滑动的安装滑台，滑台内安装有电机和齿轮，该齿轮与弧形支架上的齿啮合，滑台具备沿着弧形支架行走的动作；探地雷达检测仪固定在所述滑台上且该探地雷达检测仪的雷达工作面正对着隧道内衬；

激光隧道断面检测仪设置在安装平台上且该激光隧道断面检测仪的激光工作面正对着隧道内衬。

进一步地，还包括与弧形支架平行的弧形导轨，该弧形导轨固定在上述安装平台上。

进一步地，在该弧形支撑架上设置有一个大体相当的弧形导轨，该弧形导轨两端安装在弧形支撑架端盖上，并使得两个弧形体保持基本平行的等距间隔。

进一步地，所述雷达工作面与隧道内衬基本贴合。

进一步地，所述激光隧道断面检测仪为BJSD-T2型激光隧道断面检测仪。

进一步地，该激光隧道断面检测仪直立的安装于安装平台的前端侧面部。

进一步地，该行走机构包括驱动电机和一套减速器，并通过摩擦轮的摩擦传动与轨道配合。

本实用新型为有轨式检测装置，并不妨碍隧道内部路面车辆的通行，可以一边进行隧道衬砌病害的实时监测，进行及时预防和处理病害，一边正常运营隧道，大大扩大了检测范围，同时也提高了检测质量与检测效率，大大提高了隧道的安全性。

本实用新型的检测系统结构简单，便于组装、方便控制，适用于对环境复杂的隧道拱顶衬砌的检测，推广应用前景好。

附图说明

图1本实用新型的原理图。

图2本实用新型的原理图。

图3为该装置的立体图。

图4为该装置的立体图。

图5为局部放大图。

图6为激光检测仪的正面示意图。

图中：

1轨道，

2行走机构，21摩擦轮，

3安装平台，31吊杆，32行走轮，33中控室，

4激光隧道断面检测仪，

5安装支架，

6探地雷达检测仪

7弧形支架，71弧形导轨，72滑台，721齿轮，73齿。

具体实施方式

下面对本实用新型进行进一步的说明，但本实用新型的实施不限于此。

本实用新型提供了一种安置在隧道衬砌上的有轨式检测隧道内衬病害情况的检测装置。其结构如图1至图6所示，设有轨道1，行走机构2，安装平台3及中控室33，激光隧道断面检测仪4，及其安装支架5，探地雷达检测仪6及其弧形支架7、驱动机构。

上述的轨道1部分采用L角钢，通过锚栓等工具固定在隧道内衬上。轨道在隧道内沿着隧道的方向设置，数量为两个，彼此平行的相对设置，用于支撑行走机构，形成驱动。

安装平台3位于轨道下方的空间内，用于安装中控室、激光隧道断面检测仪4、探地雷达检测仪等功能仪器。其中安装平台3采用铝合金骨架，通过铆接形成一个长方体框架，并在该铝合金骨架的外侧覆盖一层铝板，形成一个封闭的空间，该封闭的空间为中控室的安装空间，用于安装控制电路板、信号发射和接受器、电源等电气元件。

在铝合金骨架上安装，激光隧道断面检测仪4，及其安装支架5，探地雷达检测仪6及其弧形支架7，如何安装，将在下面进行详细的描述。

上述的安装平台3亦可使用不锈钢制作，使用铝合金制作的目的在于降低自重，这对于隧道内的施工作业，尤其是吊装状态下的作业环境是积极友好的。

所述激光隧道断面检测仪4，例如，BJSD-T2型激光隧道断面检测仪。该检测仪的技术参数如下：检测半径0到60米，检测精度1毫米，每个断面检测时间1到3分钟，

该激光隧道断面检测仪为采购部件，正立安装，该仪器自带水平方向360度旋转功能，以及在竖直面上进行弧形摆动及扫描的功能。该仪器是通过专用支架安装在上述的安装平台的前端侧面的，也就是说，该激光隧道断面检测仪直立的安装于安装平台的前端侧面部。

安装后，位于安装平台的前侧，该激光隧道断面检测仪上自带的激光传感器，对准隧道内衬面，即对准弧形的内衬面进行扫描，在具体的检测工作中，先是通过激光进行隧道拱顶断面进行扫描。每次扫描完毕一个断面，行走机构中的电动机开始工作，行走机构2驱动上述的安装平台及其附件行走一段距离。

行走机构如何驱动整个装置行走，具体的，在上述的安装平台3上部安装有四根吊杆31，吊杆上端安装有尼龙轮或者钢轮，简称行走轮32，并在其中的一根吊杆上安装有行走机构2，所谓的行走机构是一个驱动电机和一套减速器，以及一个摩擦轮21，上述的驱动电机通过减速器驱动摩擦轮进行转动，摩擦轮则与对应吊杆上的行走轮进行摩擦配合，如此，驱动整个装置沿着轨道运动。

当激光隧道断面检测仪检测到内衬局部有缺陷或者损坏时，使用探地雷达进行二次详细确认扫描，该探地雷达通过近距离的检测，进一步的确定内衬损坏的程度、大小和其他因素。

本探地雷达6安装在一个弧形支架7上，该支架做成弧形，即，与隧道弧形部大体相当的弧形支撑架，该弧形支架的中部通过紧固件固定在上述的安装平台3上，具体地，安装在安装平台的后部，与上述的激光隧道断面检测仪相对的一前一后设置在安装平台上。在该弧形支撑架上设置有一个大体相当的弧形导轨71，该弧形导轨两端安装在弧形支撑架端盖上，并使得两个弧形体保持基本平行的等距间隔。

在弧形导轨上可滑动的安装一个滑台72，滑台内安装有微型电机和齿轮721，构成驱动机构，同时，对应的，在弧形支架7上设置有与上述的齿轮啮合配合的齿73。也就是说，通过上述的微型电机和齿轮啮合可以使得滑道在弧形导轨所在的弧形面上进行移动位置，该移动位置基本覆盖隧道内衬弧形部，具体的，当激光隧道断面检测仪发现大致的损坏部位后，启动该滑台72，采用自动或者半自动或者遥控控制的方式将该滑台移动到对应的损坏位置，进行复检。

上述的探地雷达6工作面正对着隧道内衬，其与上述的隧道内衬基本贴合，通过近距离的扫描获得病害的详细信息。

上述的探地雷达6是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。常被用于地面、路基、隧道等不易见到位置检测，本实施例采购的为LTD-80结构扫描雷达。

关于雷达、激光扫描仪等仪器的使用方法和原理，本实用新型不做过多描述，可以参考采购设备使用手册获得。

本实用新型的有轨式隧道拱顶地质雷达连续检测系统工作过程是：

开始检测前，装置启动后，使用激光隧道断面检测仪对单一的隧道断面进行扫描，如果，没有发生病害，则前进一段距离，例如1米，进行下一个断面的扫描。当发现隧道病害后，由于断面检测仪的精度不如探地雷达，将探地雷达移动至病害部位，由于探地雷达可以沿着弧形导轨移动，且与隧道内衬基本处于贴合状态，通常间隙小于1厘米，所以获得病害数据更加的精准。

本实施例在工作的过程中，在整个检测过程中探地雷达根据需要适时启动，该装置充分利用了激光检测速度快和探地雷达数据准确的双重优势。

本实用新型所涉及的检测系统结构简单，便于操作、工作效率高、结果可靠，能将扫描盲区减少到最低，本检测系统适用于任何情况下的隧道衬砌的病害检测，成本低，检测效果好，推广前景好。

Claims

1.隧道拱顶质量无损检测装置，包括轨道，行走机构，安装平台及中控室，激光隧道断面检测仪和探地雷达检测仪，所述轨道固定在隧道内衬上，两根轨道在隧道内沿着隧道的方向设置，彼此平行，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的隧道拱顶质量无损检测装置，其特征在于，还包括与弧形支架平行的弧形导轨，该弧形导轨固定在上述安装平台上。

3.根据权利要求1所述的隧道拱顶质量无损检测装置，其特征在于，在该弧形支撑架上设置有一个大体相当的弧形导轨，该弧形导轨两端安装在弧形支撑架端盖上，并使得两个弧形体保持基本平行的等距间隔。

4.根据权利要求1所述的隧道拱顶质量无损检测装置，其特征在于，所述雷达工作面与隧道内衬基本贴合。

5.根据权利要求1所述的隧道拱顶质量无损检测装置，其特征在于，所述激光隧道断面检测仪为BJSD-T2型激光隧道断面检测仪。

6.根据权利要求1所述的隧道拱顶质量无损检测装置，其特征在于，该激光隧道断面检测仪直立的安装于安装平台的前端侧面部。

7.根据权利要求1所述的隧道拱顶质量无损检测装置，其特征在于，该行走机构包括驱动电机和一套减速器，并通过摩擦轮的摩擦传动与轨道配合。