CN213580766U - 一种隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，其包括传感器、两引线和二次衬砌，传感器包括导电橡胶层，导电橡胶层固定于初期支护顶部的内表面；两引线的一端分别电连接导电橡胶层的两端、另一端电连接控制器；二次衬砌设置于传感器的下方，二次衬砌可操作性地与导电橡胶层的两端相抵接，随着二次衬砌的慢慢浇灌，拱顶内部空气被压缩，当存在空洞时，导电橡胶层的电阻呈递减的趋势，而当不存在空洞时，二次衬砌与导电橡胶层的两端相抵接将导电橡胶层完全包覆并连接在电路中，二次衬砌和导电橡胶层形成了并联结构，导致整个电路的电阻值发生突变，当控制器检测到电阻的突变后，说明拱顶已经脱空，具备很好的实用性。

Description

一种隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置

技术领域

本实用新型涉及隧道二次衬砌技术领域，尤其涉及一种隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置。

背景技术

隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道，是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道，水工隧道，市政隧道，矿山隧道。1970年国际经济合作与发展组织召开的隧道会议综合了各种因素，对隧道所下的定义为：以某种用途、在地面下作用任何方法规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m²的洞室。

随着公路隧道建设越来越多，隧道拱顶脱空以及渗漏水引起的病害经常出现，不仅容易出现拱顶掉块、漏水，掉块砸到行驶车辆，影响到运营安全，而且后期处理、维护费用高昂。目前的二次衬砌过程中，台车端头模板封闭后，无有效的工作面观察模板内混凝土浇筑饱满情况，通常只能通过敲击模板根据响声凭经验判断混凝土是否浇筑至某个部位。而现有的检测装置的传感器设置在衬砌混凝土的上方，通过压力来感应是否存在空洞，但是浇筑过程中空气被压缩也会产生压力，因此通过压力来检测不是很准确，容易产生误差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能够准确的检测到隧道顶部是否存在空洞的隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，包括：

传感器，传感器包括导电橡胶层，导电橡胶层固定于初期支护顶部的内表面；

两引线，两引线的一端分别电连接导电橡胶层的两端、另一端电连接控制器；

二次衬砌，二次衬砌设置于传感器的下方，二次衬砌可操作性地与导电橡胶层的两端相抵接。

可选的，传感器还包括第一绝缘层，第一绝缘层固定于导电橡胶层的下端面。

可选的，传感器还包括第二绝缘层，第二绝缘层固定于导电橡胶层的上端面和初期支护顶部的内表面之间。

可选的，第一绝缘层的面积和第二绝缘层的面积均大于导电橡胶层的面积。

可选的，隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置还包括防水板，防水板设置于传感器和二次衬砌之间。

可选的，第一绝缘层的材料为树脂、塑料、硅橡胶、PVC中的一种。

可选的，两引线埋设于初期支护，两引线位于初期支护内的端部分别电连接导电橡胶层的两端，两引线位于初期支护外的端部电连接控制器。

本实用新型提供了一种隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，由于传感器内部的导电橡胶层固定于初期支护顶部的内表面并且通过两根引线与控制器电连接，那么控制器就可以检测到导电橡胶的电阻；而二次衬砌设置于传感器的下方，随着二次衬砌的慢慢浇灌，拱顶内部空气被压缩，当存在空洞时，导电橡胶层的电阻呈递减的趋势，而当不存在空洞时，湿润的二次衬砌就会与导电橡胶层的两端相抵接从而将导电橡胶层完全包覆并连接在电路中，二次衬砌和导电橡胶层形成了并联结构，从而导致整个电路的电阻值发生突变，当控制器检测到电阻的突变后，说明拱顶已经脱空，没有检测到电阻突变，说明拱顶仍有空洞，具备很好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型的隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型的传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

结合图1和图2所示，本实用新型实施例的一种隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置包括传感器1、两根引线2、二次衬砌3和控制器4。传感器1固定于初期支护顶部的内表面，并且通过两根引线2与控制器4电连接。具体来说，本实施例的传感器1包括导电橡胶层11、第一绝缘层12和第二绝缘层13，其中电橡胶层的两端分别电连接两根引线2的一端，两根引线2的另一端电连接控制器4。而第一绝缘层12固定于导电橡胶层11的下端面，用于防止二次衬砌3 灌混凝土的过程中混凝土内的液体溅起沾到导电橡胶层11，防止控制器4对传感器1电阻的检测出现误差。而第二绝缘层13固定于导电橡胶层11的上端面和初期支护顶部的内表面之间，用于将导电橡胶层11和初期支护顶部隔离开。值得注意的是，第一绝缘层12的面积和第二绝缘层13的面积均大于导电橡胶层11的面积，从而可以保证第一绝缘层12和第二绝缘层13能够完全将导电橡胶层11遮蔽，所以第一绝缘层12和第二绝缘层13的材料最好采用树脂、塑料、硅橡胶、PVC中的一种。

进一步的，两引线2埋设于初期支护，两引线2位于初期支护内的端部分别电连接导电橡胶层11的两端，两引线2位于初期支护外的端部电连接控制器 4。当确定不存在空洞以后，可以将电线从初期支护中抽出，将传感器1埋在初期支护和二次衬砌3之间，传感器1结构简单成本小，且不会对隧道整体结构的稳定性造成不利影响。当然，根据实际需要，两根引线2也可以布置在初期支护和二次衬砌3之间，并且和控制器可断开连接。

本实施例的二次衬砌3是隧道的一部分，二次衬砌3位于初期支护内部，并且二次衬砌3设置于传感器1的正下方，也就是说，在二次衬砌3灌混凝土的过程中，二次衬砌3慢慢成形直至与传感器1相互接触。二次衬砌3在成型的过程中会压缩内部的空气，空气被压缩也会造成压力，使传感器1收到压力后阻值发生变化。直至二次衬砌3与导电橡胶层11的两端相抵接，此时二次衬砌3相当于一个电阻与传感器1的电橡胶层并联，并联之后电路的电阻就会发生突变，说明隧道二次衬砌3拱顶不存在空洞。

进一步的，隧道二次衬砌3拱顶脱空检测装置还包括防水板，防水板设置于传感器1和二次衬砌3之间。防水板主要为防渗和隔离的作用，同时也起到加强和防护的作用，进一步避免灌混凝土的过程中液体溅起或者水汽蒸发导致的传感器1的阻值发生变化。

本说明书的实施例提供了一种隧道二次衬砌3拱顶脱空检测装置，由于传感器1内部的导电橡胶层11固定于初期支护顶部的内表面并且通过两根引线2 与控制器4电连接，那么控制器4就可以检测到导电橡胶的电阻；而二次衬砌3 设置于传感器1的下方，随着二次衬砌3的慢慢浇灌，拱顶内部空气被压缩，当存在空洞时，导电橡胶层11的电阻呈递减的趋势，而当不存在空洞时，湿润的二次衬砌3就会与导电橡胶层11的两端相抵接从而将导电橡胶层11完全包覆并连接在电路中，二次衬砌3和导电橡胶层11形成了并联结构，从而导致整个电路的电阻值发生突变，当控制器4检测到电阻的突变后，说明拱顶已经脱空，没有检测到电阻突变，说明拱顶仍有空洞，具备很好的实用性。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出至少两个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，其特征在于，包括：

传感器，所述传感器包括导电橡胶层，所述导电橡胶层固定于初期支护顶部的内表面；

两引线，两所述引线的一端分别电连接所述导电橡胶层的两端、另一端电连接控制器；

二次衬砌，所述二次衬砌设置于所述传感器的下方，所述二次衬砌可操作性地与所述导电橡胶层的两端相抵接。

2.根据权利要求1所述的隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，其特征在于，所述传感器还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层固定于所述导电橡胶层的下端面。

3.根据权利要求2所述的隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，其特征在于，所述传感器还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层固定于所述导电橡胶层的上端面和所述初期支护顶部的内表面之间。

4.根据权利要求3所述的隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，其特征在于，所述第一绝缘层的面积和所述第二绝缘层的面积均大于所述导电橡胶层的面积。

5.根据权利要求1～4任一项所述的隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，其特征在于，还包括防水板，所述防水板设置于所述传感器和所述二次衬砌之间。

6.根据权利要求2～4任一项所述的隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，其特征在于，所述第一绝缘层的材料为树脂、塑料、硅橡胶、PVC中的一种。

7.根据权利要求1～4任一项所述的隧道二次衬砌拱顶脱空检测装置，其特征在于，两所述引线埋设于所述初期支护，两所述引线位于初期支护内的端部分别电连接所述导电橡胶层的两端，两所述引线位于初期支护外的端部电连接控制器。

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