【技术实现步骤摘要】
地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测方法与装置
本专利技术属于地铁工务系统检测
,涉及一种地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测方法与装置。
技术介绍
伴随着我国国民经济的持续高速发展和城市建设进程的不断加快,城市人口急剧增加,城市交通日益拥堵,城市交通设施与城市快速发展的矛盾日益突显。地下轨道交通因其运载能力大、影响城市环境程度低、安全准时、方便快捷的优势,已经成为我国大中型城市提升公共交通能力的必然趋势和选择。盾构隧道法是指利用盾构机具在地下开挖隧道的一种施工方法,是现在城市环境中地铁隧道的主要施工技术。但是我国地铁盾构隧道修建的历史时期不同、应用的技术水平参差不齐、面临的地质条件复杂多变,经过多年运营,时常发现存在裂缝和渗漏水病害,严重威胁到地铁列车的正常运营,甚至人民群众的生命和财产安全。早期地铁隧道由于勘察精度受限、设计图纸偏差、施工质量欠佳、维护保养缺失等因素,同样经常出现隧道拱顶空洞、拱顶开裂、边墙开裂、渗漏水、衬砌掉块等病害,给地铁运营带来严重的安全隐患。目前我国检测地铁隧道衬砌主要是依靠人工现场记录和病害标记,再由人工绘制隧道衬砌的病害展开图,这种检测方法需要消耗大量的人力物力,检测效率低、作业风险高、劳动强度大、检测结果主观性强。2014年,黄宏伟等人申请了名称为“地铁盾构隧道病害快速高精度检测设备”的专利技术专利,申请号201410327988.2,该专利申请提出了一种包括行走装置、控制装置和图像采集装置的地铁盾构隧道检测设备,通过定期地检测并对比线阵CCD工业相机拍摄的隧道衬砌图像,评估隧道衬砌的健康状况,一定程度上提高了检 ...
【技术保护点】
1.一种地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测装置,其特征在于,包括图像采集模块(1)、探地雷达模块(2)、多传感器融合定位模块(3)、激光测距模块(4)和工控机(5);图像采集模块(1)包括七组线阵CCD工业相机(11)和LED光源(12),全部通过防震底座安装于列车机身;LED光源(12)用于集中照射线阵CCD工业相机(11)扫描范围;线阵CCD工业相机(11)经数据线与列车测试台的工控机(5)通信;探地雷达模块(2)包括六组空气耦合探地雷达天线(21)和一台六通道探地雷达主机(22);每组探地雷达天线(21)都通过天线腔体安装于列车机身;探地雷达主机(22)放置于列车测试台,通过射频同轴电缆与探地雷达天线(21)连接;六通道探地雷达主机(22)与工控机(5)通信;多传感器融合定位模块包括惯性测量装置(31)和编码器(32);惯性测量装置(31)通过减振器安装于列车测试台下方的地板,并经数据线与工控机(5)通信;编码器(32)安装于列车轴上,经数据线与工控机(5)通信;激光测距模块(4)含两套激光传感器(41、42),两套激光传感器(41、42)分别安装于列车机身两侧,并经数据线与 ...
【技术特征摘要】
1.一种地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测装置,其特征在于,包括图像采集模块(1)、探地雷达模块(2)、多传感器融合定位模块(3)、激光测距模块(4)和工控机(5);图像采集模块(1)包括七组线阵CCD工业相机(11)和LED光源(12),全部通过防震底座安装于列车机身;LED光源(12)用于集中照射线阵CCD工业相机(11)扫描范围;线阵CCD工业相机(11)经数据线与列车测试台的工控机(5)通信;探地雷达模块(2)包括六组空气耦合探地雷达天线(21)和一台六通道探地雷达主机(22);每组探地雷达天线(21)都通过天线腔体安装于列车机身;探地雷达主机(22)放置于列车测试台,通过射频同轴电缆与探地雷达天线(21)连接;六通道探地雷达主机(22)与工控机(5)通信;多传感器融合定位模块包括惯性测量装置(31)和编码器(32);惯性测量装置(31)通过减振器安装于列车测试台下方的地板,并经数据线与工控机(5)通信;编码器(32)安装于列车轴上,经数据线与工控机(5)通信;激光测距模块(4)含两套激光传感器(41、42),两套激光传感器(41、42)分别安装于列车机身两侧,并经数据线与工控机(5)通信;线阵CCD工业相机(11)、LED光源(12)和探地雷达天线(21)腔体都位于列车车辆限界以内;线阵CCD工业相机(11)、LED光源(12)、探地雷达主机(22)和惯性测量装置(31)的电源端口均与列车车载电源连接。2.根据权利要求1所述的一种地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测装置,其特征在于,工控机用于对探地雷达回波数据和相机图像数据处理,具体包括:探地雷达回波数据处理的流程包括:背景抵消、直流分量去除、零时刻校正、频域滤波、滑动平均和时变增益放大,获得清晰的探地雷达图像;相机图像数据的数据处理流程包括:抖动消除、边沿检测、特征刻化和对比度调节;工控机还用于将处理后的探地雷达图像与病害图像特征库进行图像匹配,自动检测和识别隧道衬砌病害类型。3.根据权利要求1所述的一种地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测装置,其特征在于,七个线阵CCD工业相机(11)中的两个指向盾构隧道衬砌一侧边墙,两个指向另一侧边墙,一个指向一侧拱角,一个指向另一侧拱角,一个指向拱顶。4.根据权利要求1所述的一种地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测装置,其特征在于,六组空气耦合探地雷达天线(21)中,一组指向盾构隧道衬砌一侧边墙,一组指向另一侧边墙,一个指向一侧拱角,一个指向另一侧拱角,两个指向拱顶。5.根据权利要求1所述的一种地铁盾构隧道衬砌质量高精度快速车载检测装置,其特征在于,每个天线腔体内放置有两副相同的超宽带维瓦尔第空气耦合天线,中心频率为300MHz;天线腔体长轴与地铁线路方向一致,前侧的天线负责发射脉冲信号,后侧的天线负责接收脉冲回波信号;两副天线之间设有用于减少收发天线的电磁波直耦的高频吸波材料板;探地雷达主机(22)各个通道的脉冲...
【专利技术属性】
技术研发人员:张安学,李建星,师振盛,陈娟,朱士涛,张明,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。