一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车和方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车和方法，在可拆分支撑梁台架的底部安装有用于驱动整个台车移动的行走装置，在可拆分支撑梁台架上安装有用于混凝土养护的喷水装置；所述可拆分支撑梁台架的顶部安装有用于洞内视频及数据采集的红外线测距仪，在隧道衬砌混凝土的内部预埋有温湿度传感器，所述温湿度传感器通过无线通讯与可拆分支撑梁台架上的温湿度接收器相连，单片机通过无线信息传输器与远程操控中心的遥控操作平台相连。此自动养护台车能够用于隧道衬砌混凝土养护与降尘一体化作业，相对于同类设备只是单一的衬砌混凝土养护功能，其功能作用更加多元化。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车和方法
本专利技术涉及隧道衬砌台车领域，尤其是一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车和方法。
技术介绍
随着我国道路建设的迅速发展，山岭、高原地区道路建设中隧道工程的比例在逐步上升，与此同时也对隧道衬砌混凝土的抗渗性能，强度、耐久性能提出了更高的要求，隧道的混凝土衬砌包括初期支护和二衬支护，初期支护和二衬支护中都需要喷射混凝土，新喷射的混凝土在凝固初期表面水分会迅速蒸发，使衬砌混凝土表面脱水造成混凝土水化不充分，引发初凝混凝土表面白化、裂纹现象，更为严重致使混凝土达不到设计强度标准埋下安全隐患。因此，衬砌混凝土浇筑完毕后，必须进行洒水养护，从而确保混凝土的强度和耐久性达到设计要求。目前传统常用养护手段包括人工洒水养护和水枪喷水养护，人工洒水养护效率低下，很难做到全面均匀洒水养护；水枪喷水养护极易造成衬砌混凝土表面损伤，而且水资源浪费巨大、存在养护成本高、养护作业操作难度大的缺陷。当前最新研发的一批养护作业设备虽然一定程度上解决了传统养护方法存在的问题，但是普遍存在结构功能单一，需人工现场作业、对于不同规格孔径隧洞养护适用性差、养护作业阻碍现场其他工种作业、难以适用高寒、高海拔隧道衬砌混凝土养护要求的缺点。因此为了解决以上问题，亟待研发一种即可改善衬砌混凝土外观品质、净化隧洞作业空气环境、又能适用于不同孔径隧道衬砌混凝土养护的多功能智能养护台车设备。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车和方法，此自动养护台车能够用于隧道衬砌混凝土养护与降尘一体化作业，相对于同类设备只是单一的衬砌混凝土养护功能，其功能作用更加多元化，即节约了养护资金成本，又净化了隧道作业环境。为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，它包括可拆分支撑梁台架，在可拆分支撑梁台架的底部安装有用于驱动整个台车移动的行走装置，在可拆分支撑梁台架上安装有用于混凝土养护的喷水装置；所述可拆分支撑梁台架的顶部安装有用于洞内视频及数据采集的红外线测距仪，在隧道衬砌混凝土的内部预埋有温湿度传感器，所述温湿度传感器通过无线通讯与可拆分支撑梁台架上的温湿度接收器相连，所述红外线测距仪、行走装置、喷水装置和温湿度接收器都与单片机相连，所述单片机通过无线信息传输器与远程操控中心的遥控操作平台相连。所述行走装置包括安装在可拆分支撑梁台架底部的多个车轮，所述车轮与行走电机相配合，并驱动其转动。所述喷水装置包括安装在可拆分支撑梁台架顶部平行布置的多排圆弧喷水管，每根圆弧喷水管上都安装有多个旋转雾化喷嘴，所述圆弧喷水管通过水管与增压水泵相连，所述增压水泵与蓄水箱相连。所述圆弧喷水管与隧道衬砌外拱的轴心线呈十字型布置，并与隧道衬砌内壁相配合。所述蓄水箱内部安装有用于对水进行加热的加热装置。所述旋转雾化喷嘴与隧道硐室的衬砌轮廓的距离设置为0.3-0.5m；所述旋转雾化喷嘴的数量为6~10个。所述红外线测距仪的信号输出端与电子放大器的输入端相连，所述电子放大器的输出端与单片机的信号输入端相连并进行通讯。所述红外线测距仪、行走装置、喷水装置和单片机都与配电箱相连，并提供电能。采用任意一项所述养护台车对隧道衬砌混凝土养护的方法，包括以下步骤：Step1：依据具体隧道的断面尺寸组装可拆分支撑梁台架；Step2：在可拆分支撑梁台架上安装喷水装置，并保证旋转雾化喷嘴与隧道硐室的衬砌轮廓保持一定的距离；Step3：根据施工现场隧洞具体大气温度T决定是否需要加热养护用水，如需加热，温度控制在20°~30°，不加热则蓄水箱内部的加热装置不通电；Step4：启动行走装置，提供台车行走动力，台车行进速度为6-10m/s，一次行进距离为100-180m，台车养护段控制在0-90m，养护一段后回到原处蓄水、检查，如果T<10°，则养护期限为7-21d；如果10°<T<20°，则养护时间为21d；如果T>20°，则养护时间为14d；Step5：养护水量的多少则依据温湿度传感器测得数据，由远程控制中心的遥控操作平台智能调控此养护段不同小段的养护水量。所述Step5中的具体控制过程，养护台车在行走过程中，通过温湿度接收器自动采集埋设在隧道衬砌混凝土内部温湿度传感器的数据，并将数据传递给单片机，单片机再将数据通过无线信息传输器传递给遥控操作平台，通过遥控操作平台内部的数据处理器对数据进行分析处理后针对不同温湿度养护段衬砌混凝土温湿度状况确定最佳的雾喷量，并将确定之后的雾喷量数据信息通过无线信息传输器回传到单片机，进而通过单片机控制喷水装置，最终实行自动精准定量雾喷养护。本专利技术有如下有益效果：1、本专利技术行走轮采用橡胶车轮，克服了传统铁质滚轮笨重、隧洞道路通过能力差的缺陷，同时，车轮更为轻便，更能适用于隧洞内的复杂路况，实现了不同路况下隧道衬砌混凝土养护全地形通过。2、本专利技术旋转雾化喷嘴装置，实现了隧道衬砌混凝土养护与降尘一体化作业，相对于同类设备只是单一的衬砌混凝土养护功能，其功能作用更加多元化，即节约了养护资金成本，又净化了隧道作业环境。3、本专利技术水温加热装置，彻底解决了同类设备在高寒、高海拔地区冷水养护效能差的缺陷，同时温水养护下衬砌混凝土强度上升更快，为下一步施工节约了宝贵时间。4、本专利技术温湿传感器和温湿度接收器，可以做到对不同养护段衬砌混凝土温、湿度的全面掌控，从而实现对不同温湿度混凝土实施定时、定量的精准养护，避免了水资源的浪费，同时也解决了因养护水分过大出现的衬砌混凝土表面脱落问题；5、本专利技术远程操作控制中心，克服了同类装置必须人进到洞内操作业的缺陷，通过预设的养护参数实现了远程遥控无人作业，大大节省了人力、物力。6、本专利技术台车主体骨架采用模块化可拆卸的支撑梁台架，解决了同类装置一种台车只能用于一种孔径隧道养护的缺点，实现了一车多用、适用于不同孔径隧道衬砌混凝土养护作业的功能特点，从而直接降低了工程施工造价。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术装置的整体结构示意图。图2为本专利技术旋转雾化喷嘴整体安装结构图。图3为本专利技术配电箱整体结构图。图4为本专利技术温湿度传感器整体结构图。图5为本专利技术增压水泵整体结构图。图6为本专利技术红外线测距仪整体结构图。图7为本专利技术整个控制系统结构图。图中：1、可拆分支撑梁台架，2、配电箱，3、圆弧喷水管，4、增压水泵，5、旋转雾化喷嘴，6、车轮，7、行走电机，8、蓄水箱，9、红外线测距仪，10、电子放大器，11、温湿度接收器，12、无线信息传输器，13、单片机，14、温湿度传感器、15、遥控操作平台。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式做进一步的说明。实施例1：参见图1-7，一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，它包括可拆分支撑梁台架1，在可拆分支撑梁台架1的底部安装有用于驱动整个台车移动的行走装置，在可拆分支撑梁台架1上安装有用于混凝土养护的喷水装置；所述可拆分支撑梁台架1的顶部安装有用于洞内视频及数据采集的红外线测距仪9，在隧道衬砌混凝土的内部预埋有温湿度传感器14，所述温湿度传感器14通过无线通讯与可拆分支撑梁台架1上的温湿度接收器11相连，所述红外线测距仪9、行走装置、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，其特征在于：它包括可拆分支撑梁台架（1），在可拆分支撑梁台架（1）的底部安装有用于驱动整个台车移动的行走装置，在可拆分支撑梁台架（1）上安装有用于混凝土养护的喷水装置；所述可拆分支撑梁台架（1）的顶部安装有用于洞内视频及数据采集的红外线测距仪（9），在隧道衬砌混凝土的内部预埋有温湿度传感器（14），所述温湿度传感器（14）通过无线通讯与可拆分支撑梁台架（1）上的温湿度接收器（11）相连，所述红外线测距仪（9）、行走装置、喷水装置和温湿度接收器（11）都与单片机（13）相连，所述单片机（13）通过无线信息传输器（12）与远程操控中心的遥控操作平台（15）相连。

【技术特征摘要】
1.一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，其特征在于：它包括可拆分支撑梁台架（1），在可拆分支撑梁台架（1）的底部安装有用于驱动整个台车移动的行走装置，在可拆分支撑梁台架（1）上安装有用于混凝土养护的喷水装置；所述可拆分支撑梁台架（1）的顶部安装有用于洞内视频及数据采集的红外线测距仪（9），在隧道衬砌混凝土的内部预埋有温湿度传感器（14），所述温湿度传感器（14）通过无线通讯与可拆分支撑梁台架（1）上的温湿度接收器（11）相连，所述红外线测距仪（9）、行走装置、喷水装置和温湿度接收器（11）都与单片机（13）相连，所述单片机（13）通过无线信息传输器（12）与远程操控中心的遥控操作平台（15）相连。2.根据权利要求1所述的一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，其特征在于：所述行走装置包括安装在可拆分支撑梁台架（1）底部的多个车轮（6），所述车轮（6）与行走电机（7）相配合，并驱动其转动。3.根据权利要求1所述的一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，其特征在于：所述喷水装置包括安装在可拆分支撑梁台架（1）顶部平行布置的多排圆弧喷水管（3），每根圆弧喷水管（3）上都安装有多个旋转雾化喷嘴（5），所述圆弧喷水管（3）通过水管与增压水泵（4）相连，所述增压水泵（4）与蓄水箱（8）相连。4.根据权利要求3所述的一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，其特征在于：所述圆弧喷水管（3）与隧道衬砌外拱的轴心线呈十字型布置，并与隧道衬砌内壁相配合。5.根据权利要求3所述的一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，其特征在于：所述蓄水箱（8）内部安装有用于对水进行加热的加热装置。6.根据权利要求3所述的一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，其特征在于：所述旋转雾化喷嘴（5）与隧道硐室的衬砌轮廓的距离设置为0.3-0.5m；所述旋转雾化喷嘴（5）的数量为6~10个。7.根据权利要求1所述的一种多功能智能隧道衬砌混凝土自动养护台车，其特征在于：所述红外线测距仪（9）的信号输出端与电子放...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪峰，李春清，李萌，罗振宇，曾凡静，金旭光，毛锦伟，黄伟，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42