一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，包括：检测台车、控制台、纵向轨道、纵向移动装置、环向轨道、环向移动检测装置，其中：检测台车连接于盾构机原有台车的后方；控制台设置于检测台车的后端部；纵向轨道焊接于检测台车底部的两侧边缘；纵向移动装置安装在纵向轨道上，并沿纵向轨道滑行；环向轨道与纵向移动装置焊接固定，环向轨道位于控制台前方；环向移动检测装置安装在环向轨道上，并沿环向轨道滑行。本实用新型专利技术打破以往借助装载机或高空作业专用车，以人工托举方式进行检测的模式，实现检测的机械化和同步化，并保证检测结果的准确性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置
本技术涉及盾构隧道衬砌施工质量检测领域，具体地，涉及一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置。
技术介绍
目前，盾构隧道衬砌质量检测主要为地质雷达检测。地质雷达检测的基本原理是利用高频电磁波，以宽频带短脉冲形式，在地面通过发射天线将信号送入地下，由接收天线接受经地层界面或目标体反射返回地面的那部分电磁波反射信号，然后通过计算机分析电磁波反射信号的时频特征和振幅特征来确定地层或目标体的位置、几何形态和结构。通过上述无损检测方式，确定衬砌厚度、裂损部位、衬砌背后空洞空隙的分布及混凝土结构完整性，并用以判断工程施工是否达到设计要求，诊断和评价既有衬砌的工作状态和安全性能。然而，现阶段的地质雷达无损检测是基于装载机焊接简易平台或者高空维修专用车，通过人工手举或手托探测器紧贴衬砌表面实施的。一方面，由于盾构隧道狭长且断面面积大，检测点数量多，采用人工手举或手托方式不仅耗时耗力，而且检测范围有限，操作人员的人身安全也难以保证；另一方面，当路面不平或维修车驾驶不当时，雷达天线极易脱离衬砌表面，雷达图像质量难以保证。因此，有必要提供一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置来取代现阶段的人工作业，实现无损检测的机械自动化。经对现有技术文献的检索发现，中国专利号为201520017228.1，专利公开号为：204479742U，专利名称为：一种隧道衬砌雷达检测机械装置和隧道衬砌雷达检测车，该专利自述：“利用移动车将隧道衬砌雷达检测机械装置运送到放样点的下放后，通过该装置的伸缩杆或者进一步配合移动车上安装的伸缩架，将雷达天线靠近放样点，之后通过调节各个升降杆的高度，进而使得安装于升降杆的雷达天线的倾斜角度与扫描点的倾斜角度相一致，再通过各个升降杆与伸缩架的配合，将雷达天线紧贴于扫描点处，进而完成之后的扫描工作。”该装置利用伸缩架和升降杆代替人工托举作业，当进行左右边墙及拱腰检测时，通过调节升降杆改变雷达天线的角度使其与衬砌表面贴合，然而升降杆的底端与支撑台固定连接，在雷达天线不可伸缩的前提下，若要使得雷达天线与衬砌贴合，四个升降杆只能向内弯曲，多次检测之后，升降杆既无法保证其垂直度也无法保证其弯曲度，直接影响检测结果；同时，四个升降杆的角度设置仍采用人工手动调节，人为误差无法避免；除此之外，盾构隧道环境并不适合移动车的进出作业。故而上述专利提出的方法难以保证雷达天线检测结果的准确性，难以适用于盾构隧道衬砌质量检测。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，该装置打破以往借助装载机或高空作业专用车，以人工托举方式进行检测的模式，实现检测的机械化和同步化，并保证检测结果的准确性和稳定性。为实现以上目的，本技术提供一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，包括：检测台车、控制台、纵向轨道、纵向移动装置、环向轨道、环向移动检测装置，其中：所述检测台车连接于盾构机台车的后方；所述控制台设置于所述检测台车的后端部；所述纵向轨道连接于所述检测台车底部的两侧边缘；所述纵向移动装置安装在所述纵向轨道上，并沿所述纵向轨道滑行；所述环向轨道与所述纵向移动装置固定，所述环向轨道位于所述控制台前方；所述环向移动检测装置安装在所述环向轨道上，并沿所述环向轨道滑行。本技术中，所述检测台车与盾构机原有台车相连实现了衬砌无损检测与隧道施工同步化；通过调节所述环向移动检测装置，使其到达指定监测点位置并完成环向移动检测装置与衬砌表面的贴合工作；待隧道环向衬砌完成检测，通过所述控制台调节纵向移动装置，进行后续隧道环向衬砌的检测。优选地，所述检测台车底部安装有轨道轮，以便在盾构机轨道上移动；所述检测台车的前端部与盾构机原有台车的后端部铰接固定，由此实现盾构衬砌无损检测与隧道施工的同步化。更优选地，所述检测台车由两个相同的钢制平台通过两根H型钢焊接而成；钢制平台是由规格相同的H型钢焊接而成的长矩形框架，长矩形框架的底部焊接一层镂空钢板，用于人员行走及设备固定更优选地，所述两个相同的钢制平台通过两根H型钢焊接而成，是指：在钢制平台的顶端短边方向的两外侧分别焊接一H型钢，使得两个相同的钢制平台连接形成一个整体。优选地，所述控制台位于检测台车的后端，并固定在检测台车的镂空钢板上；所述控制台集成有环向移动检测装置、纵向移动装置的控制开关以及图像监视器。优选地，所述纵向轨道为两根规格相同的长直形钢制齿条轨道，并在两根长直形钢制齿条轨道的中部均设置凹槽，以便卡设纵向移动装置。更优选地，所述两根长直形钢制齿条轨道分别焊接于检测台车的两个钢制平台的底部外侧边缘。优选地，所述纵向移动装置有相同的两个，分别安装在所述两根长直形钢制齿条轨道上，所述纵向移动装置由金属壳、齿轮、安置平台和纵向马达组成，其中：齿轮安装在金属壳的内部，安置平台设置在金属壳外侧边的中部，纵向马达固定在安置平台上。更优选地，所述金属壳的横截面为下端开口的矩形；金属壳长度方向的尺寸等于环向轨道的宽度；金属壳沿长边方向的两侧边底部内侧焊接方形钢条并卡设于纵向轨道中部的凹槽内；金属壳沿长边方向的一侧边中部开一方形洞口，以便纵向马达穿过金属壳以驱动齿轮。更优选地，所述齿轮有相同的三个，三个齿轮分别安装在金属壳的两端及中部，并均与纵向轨道上的齿条相啮合；其中：安装在金属壳中部的齿轮由纵向马达驱动，中部的齿轮与纵向轨道上的齿条产生的啮合力驱动所述纵向移动装置在纵向轨道上移动，另外两个安装在金属壳两端的齿轮起到平衡所述纵向移动装置的作用。更优选地，所述安置平台为一矩形厚钢板，并位于金属壳的方形洞口下方；安置平台的上表面与金属壳的方形洞口下边沿齐平，并焊接于金属壳上。更优选地，所述纵向马达的转轴穿过金属壳上的方形洞口，并与安装在金属壳中部的齿轮连接。优选地，所述环向轨道为两根规格相同且相互平行的圆弧形钢制轨道，圆弧形钢制轨道的两端分别焊接在所述两个纵向移动装置上。更优选地，所述圆弧形钢制轨道的半径小于盾构隧道横截面的半径，且与衬砌内表面相距300～400mm；所述圆弧形钢制轨道的内侧带齿，以便环向移动检测装置移动；两根圆弧形钢制轨道的横截面尺寸小于所述环向移动检测装置中的主动移动装置及从动移动装置上设置的洞口尺寸，以便两根圆弧形钢制轨道穿过主动移动装置及从动移动装置。优选地，所述环向移动检测装置包括：天线盒、安装盒、弹簧组、电动伸缩杆、主动移动装置、从动移动装置及传动轴；其中：天线盒放置在安装盒内；弹簧组位于天线盒的底部外侧、安装盒的底部内侧，且均与天线盒、安装盒固定连接；主动移动装置与从动移动装置通过传动轴相连，且主动移动装置和从动移动装置的一个外侧面分别与两个电动伸缩杆的一端固定；安装盒与两个电动伸缩杆的另一端固定连接。更优选地，所述天线盒为一短边带翼缘、长边无翼缘的矩形铁盒，天线盒的内部尺寸与雷达天线的尺寸相同；所述天线盒的第一端板、第三端板的顶部设置保护雷达天线的导向板；所述天线盒的第二侧板、第四侧板的外侧面均绘制有上行程线、下行程线。更优选地，所述天线盒的第一端板、第三端板是指：天线盒沿长边方向的两块钢板；所述天线盒的第二侧板、第四侧板是指：天线盒沿短边方向的两块带翼缘的钢板；其中：翼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，其特征在于，包括：检测台车、控制台、纵向轨道、纵向移动装置、环向轨道、环向移动检测装置，其中：所述检测台车连接于盾构机台车的后方；所述控制台设置于所述检测台车的后端部；所述纵向轨道连接于所述检测台车底部的两侧边缘；所述纵向移动装置安装在所述纵向轨道上，并沿所述纵向轨道滑行；所述环向轨道与所述纵向移动装置固定，所述环向轨道位于所述控制台前方；所述环向移动检测装置安装在所述环向轨道上，并沿所述环向轨道滑行。

【技术特征摘要】
1.一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，其特征在于，包括：检测台车、控制台、纵向轨道、纵向移动装置、环向轨道、环向移动检测装置，其中：所述检测台车连接于盾构机台车的后方；所述控制台设置于所述检测台车的后端部；所述纵向轨道连接于所述检测台车底部的两侧边缘；所述纵向移动装置安装在所述纵向轨道上，并沿所述纵向轨道滑行；所述环向轨道与所述纵向移动装置固定，所述环向轨道位于所述控制台前方；所述环向移动检测装置安装在所述环向轨道上，并沿所述环向轨道滑行。2.根据权利要求1所述的一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，其特征在于，所述纵向移动装置有相同的两个，所述纵向移动装置由金属壳、齿轮、安置平台和纵向马达组成，其中：齿轮安装在金属壳的内部，安置平台设置在金属壳外侧边的中部，纵向马达固定在安置平台上。3.根据权利要求2所述的一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，其特征在于，所述纵向移动装置中：所述金属壳的横截面为下端开口的矩形；金属壳长度方向的尺寸等于环向轨道的宽度；金属壳沿长边方向的两侧边底部内侧焊接方形钢条并卡设于纵向轨道中部的凹槽内；金属壳沿长边方向的一侧边中部开一方形洞口，以便纵向马达穿过金属壳以驱动齿轮；所述齿轮有相同的三个，三个齿轮分别安装在金属壳的两端及中部，并均与纵向轨道上的齿条相啮合；其中：安装在金属壳中部的齿轮由纵向马达驱动，中部的齿轮与纵向轨道上的齿条产生的啮合力驱动所述纵向移动装置在纵向轨道上移动，另外两个安装在金属壳两端的齿轮起到平衡所述纵向移动装置的作用；所述安置平台为一矩形厚钢板，并位于金属壳的方形洞口下方；安置平台的上表面与金属壳的方形洞口下边沿齐平，并焊接于金属壳上；所述纵向马达的转轴穿过金属壳上的方形洞口，并与安装在金属壳中部的齿轮连接。4.根据权利要求2所述的一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，其特征在于，所述环向轨道为两根规格相同且相互平行的圆弧形钢制轨道，圆弧形钢制轨道的两端分别焊接在所述两个纵向移动装置上；所述圆弧形钢制轨道的半径小于盾构隧道横截面的半径，且与衬砌内表面相距300～400mm；圆弧形钢制轨道的内侧带齿，以便环向移动检测装置移动。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种自动检测盾构隧道衬砌施工质量的机械装置，其特征在于，所述环向移动检测装置包括：天线盒、安装盒、弹簧组、电动伸缩杆、主动移动装置、从动移动装置及传动轴；其中：天线盒放置在安装盒内；弹簧组位于天线盒的底部外侧、安装盒的底部内侧，且均与天线盒、安装盒固定连接；主动移动装置与从动移动装置通过传动轴相连，且主动移动装置和从动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟森，吴大勇，周全，沈水龙，孔德骏，吴怀娜，王志新，叶华，荣浩然，刘元鹏，张志坤，赵阳，张桂彬，宋阳春，范国相，林志强，徐明达，商圣帅，牛本亮，徐富强，陈永闪，
申请(专利权)人：中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，中铁十六局集团有限公司，上海交通大学，
类型：新型
国别省市：北京,11