隧道拱顶防脱空预警装置及其混凝土实时监控方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了隧道拱顶防脱空预警装置，包括注浆车与初砌台车端模，所述注浆车上配备有污水处理系统、监控器与效果评价系统。该隧道拱顶防脱空预警装置及其混凝土实时监控方法及其实时观测工艺采用基于云视频技术的隧道衬砌拱部自报警防脱空施工技术，施工中，二衬工序和注浆工序基本上属于平行工序，二衬完成的同时注浆也可紧随完成，不存在注浆管封堵问题，同时运用云视频技术实时观测二衬灌注及充填注浆情况，利用隧道拱顶防脱空预警，对隧道拱顶混凝土浇筑密实情况进行检查并及时报警，有效预防了拱顶脱空，提高隧道衬砌施工质量,一次性的解决衬砌施工缺陷，具有显著的综合经济效益，能够大量节省后期成本。能够大量节省后期成本。能够大量节省后期成本。

【技术实现步骤摘要】
隧道拱顶防脱空预警装置及其混凝土实时监控方法


[0001]本专利技术涉及隧道衬砌施工
，尤其涉及隧道拱顶防脱空预警装置及其混凝土实时监控方法。

技术介绍

[0002]隧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、军事隧道，隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分，主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施，长的隧道还有专门的通风和照明设备。
[0003]近年来隧道施工进入了高速发展阶段，随着铁路隧道的总延长不断增加，我国隧道已经进入高维修时期，在铁路隧道施工中存在的质量问题也逐步显露出来，先后有多条铁路隧道出现拱部开裂掉块、修补脱落、敲击空响、渗漏水凿槽修补脱落、涌水等病害，严重威胁行车安全，部分线路在静态验收时，因隧道质量问题严重推迟开通，对运营和安全造成了严重影响，经济损失巨大。

技术实现思路

[0004]要解决的技术问题本专利技术的目的是为了解决隧道出现拱部开裂掉块、修补脱落、敲击空响、渗漏水凿槽修补脱落、涌水等病害，严重威胁行车安全，部分线路在静态验收时，因隧道质量问题严重推迟开通，对运营和安全造成了严重影响，经济损失巨大的问题，而提出的隧道拱顶防脱空预警装置及其混凝土实时监控方法。
[0005]技术方案为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：隧道拱顶防脱空预警装置，包括注浆车与初砌台车端模，所述注浆车上配备有污水处理系统、监控器与效果评价系统，所述注浆车的上端设有移动拌合站，所述注浆车的注浆端连接有压力注浆系统，所述压力注浆系统的出浆端连接有软管，所述软管远离注浆车的一端延伸至初砌台车端模内并连接有注浆连接头，所述初砌台车端模的正上方设有隧道初砌，所述隧道初砌的下方设有防水板，所述初砌台车端模的上端设有初砌台车模板，所述初砌台车模板上连接有视频监控系统，所述初砌台车模板的上端设有待浇拱顶砼，所述初砌台车模板与防水板之间设有注浆管路系统，所述注浆管路系统外接有液压控制系统，所述注浆管路系统的下端与注浆连接头连接，所述注浆管路系统的上端依次贯穿初砌台车模板与待浇拱顶砼并与防水板的下端面相抵，所述初砌台车模板上连接有泵管，所述泵管上设有卡箍，所述泵管上连接有压力传感器，所述压力传感器的输入端连接有拱顶信号发射器，所述拱顶信号发射器与压力传感器之间电性连接，所述注浆管路系统内设有电极，所述电极的一端与防水板接触，所述电极的另一端连接有传导线，所述电极通过传导线连接有防空洞预警系统，所述防空洞预警系统包括控制箱，所述控制箱的输出端电性连接有多个
指示灯，所述控制箱的输入端电性连接有与指示灯对应数量的多个预埋电线，所述预埋电线的末端连接有接触端子，所述待浇拱顶砼的上端设有初支面，所述接触端子与待浇拱顶砼初支面内侧壁接触。
[0006]优选地，所述注浆管路系统包括注浆管，所述注浆管为石墨烯水泥管，所述注浆管的一端设有连接钢管，所述注浆管的另一端贯穿初砌台车模板，所述连接钢管的下端连接有注浆连接头，所述连接钢管内设有球阀，所述球阀与连接钢管之间设有定位钢销，所述连接钢管上连接有压力表，所述初砌台车模板上固定连接有固定法兰，所述固定法兰套设在注浆管上，所述注浆管上螺纹连接有可拆卸定位法兰，所述可拆卸定位法兰与固定法兰之间螺纹连接有紧固螺栓。
[0007]优选地，所述注浆管采用高强活性粉末混凝土注浆管，所述注浆管的上端与防水板相抵，所述注浆管的上端侧壁上设有注浆开口。
[0008]优选地，所述防空洞预警系统分为液位连通式防脱空报警与压触连通式防脱空报警，所述液位连通式防脱空报警与压触连通式防脱空报警的接触端子分别采用液位连通接触端子与压力传感器接触端子，所述液位连通式防脱空报警与压触连通式防脱空报警的控制箱内分别设有液位继电器与继电器，所述液位继电器与继电器上均设有连接电线，所述连接电线与预埋电线之间设有快速接头，所述液位连通式防脱空报警与压触连通式防脱空报警的控制箱均外接有接触器，所述接触器上连接有指示灯与开关电源，所述开关电源与接触器之间电性连接有漏电断路器。
[0009]本专利技术提供隧道拱顶防脱空预警装置的混凝土实时监控方法，所述隧道拱顶防脱空预警装置的混凝土实时监控方法包括如下步骤：步骤一、隧道初支整平：隧道开挖出现欠挖时，进行二次钻眼补炮，将欠挖部分开挖至设计轮廓线，隧道开挖出现超挖时，采用同级配混凝土回填密实，初期支护完成后采用1m靠尺对初期支护表面平整度进行检查，初期支护表面平整度符合D/L≤1/10 的要求（D为初期支护基面相邻两凸面凹进去的深度； L为基层相邻两凸面间的距离，且L≤1m），不符合要求进行补喷混凝土或凿除混凝土处理；步骤二、无纺布、防水板铺挂：无纺布采用热熔垫圈射钉固定于初期支护混凝土面上，热熔垫圈间距为拱部0.5m、边墙0.8m，呈梅花型布置，土工布铺挂时下幅压上幅，两幅搭接宽度不小于50mm，防水板铺设先拱后墙，从水沟底以上45cm 拱墙外缘铺挂，先于拱顶垫层上正确标出隧道纵向中线，再使防水板纵向中心线与标定线重合，将拱顶部垫片热熔焊接好后，向两侧边墙铺挂，边铺边焊，下部防水板压住上部防水板，相邻两幅防水板搭接宽度不小于15cm，防水板松紧应适度并留有余量，实铺长度与初期支护基面弧长的比值为10：8，边墙部位每个垫片焊3个点，拱部每个垫片焊4个点，压焊时一手持超声波焊接机，一手顶压防水板，超声波焊接机与压过的防水板面保持垂直，再用力压紧并按下开关，熔化防水板后，在端头压入防水板约0.5mm时，即可停止焊接，单点焊接持续时间约3s，焊完后压3s；步骤三、拱顶纵向注浆管、排气管安设：拱顶注浆管、排气管均采用Φ30mm的PVC管加工为花管，孔间距15cm，孔径5mm，梅花型，将注浆管与排气管用固定条焊接固定于拱顶，两管间距5～8cm，固定条间距为1m，固定条采用40cm
×
10cm矩形防水板预贴于防水板上；步骤四、径向排气管安装：台车拱顶两端和中部预留4 个径向排气管，排气管采用φ30mm 钢管，顶部管口设深度和宽度为10～20mm的U型溢浆槽，径向排气管固定端由两段
Φ42
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3mm无缝钢管采用法兰盘连接，两段长度分别为5cm和20cm，长度5cm的焊接固定在台车上，下部20cm用法兰盘连接，径向排气管通长布置，台车定位后将φ30mm 钢管通过固定端穿入二次衬砌顶部，管口与防水板顶紧，使防水板与基面密贴并确定好排气管的长度，根据已确定的排气管长度，切取多余的排气管，用带法兰盘的钢管固定；步骤五、安装隧道拱顶防脱空预警装置接触端子及导线：接触端子的固定通过接触端子和导线采用粘结方式固定在防水板上，防止浇筑过程中脱落，接触端子的引出通过采用绝缘铜导线从二衬台车端头拱部引出，控制箱采用快速线夹头连接，控制箱和指示灯通过连接电线连接；步骤六、防脱空装置空载实验：在拱顶最凹处安装探头，当混凝土接触到探头时，使预警装置形成闭合回路，从而触发报警灯闪烁，通过这种预警装置，对拱顶混凝土浇筑实时监测，在浇筑过程中预防拱顶脱空，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.隧道拱顶防脱空预警装置，包括注浆车与初砌台车端模（12），其特征在于：所述注浆车上配备有污水处理系统（16）、监控器（15）与效果评价系统（14），所述注浆车的上端设有移动拌合站（4），所述注浆车的注浆端连接有压力注浆系统（13），所述压力注浆系统（13）的出浆端连接有软管，所述软管远离注浆车的一端延伸至初砌台车端模内并连接有注浆连接头（32），所述初砌台车端模（12）的正上方设有隧道初砌（37），所述隧道初砌的下方设有防水板（1），所述初砌台车端模（12）的上端设有初砌台车模板（5），所述初砌台车模板（5）上连接有视频监控系统（8），所述初砌台车模板（5）的上端设有待浇拱顶砼（7），所述初砌台车模板（5）与防水板（1）之间设有注浆管路系统（3），所述注浆管路系统（3）外接有液压控制系统（2），所述注浆管路系统（3）的下端与注浆连接头（32）连接，所述注浆管路系统（3）的上端依次贯穿初砌台车模板（5）与待浇拱顶砼（7）并与防水板（1）的下端面相抵，所述初砌台车模板（5）上连接有泵管（38），所述泵管（38）上设有卡箍（39），所述泵管（38）上连接有压力传感器（40），所述压力传感器（40）的输入端连接有拱顶信号发射器（41），所述拱顶信号发射器（41）与压力传感器（40）之间电性连接，所述注浆管路系统（3）内设有电极（36），所述电极（36）的一端与防水板（1）接触，所述电极（36）的另一端连接有传导线，所述电极（36）通过传导线连接有防空洞预警系统（42），所述防空洞预警系统（42）包括控制箱（9），所述控制箱（9）的输出端电性连接有多个指示灯（10），所述控制箱（9）的输入端电性连接有与指示灯（10）对应数量的多个预埋电线（11），所述预埋电线（11）的末端连接有接触端子（6），所述待浇拱顶砼（7）的上端设有初支面（23），所述接触端子（6）与待浇拱顶砼（7）的初支面（23）内侧壁接触。2.根据权利要求1所述的隧道拱顶防脱空预警装置，其特征在于：所述注浆管路系统（3）包括注浆管（27），所述注浆管（27）为石墨烯水泥管，所述注浆管（27）的一端设有连接钢管（30），所述注浆管（27）的另一端贯穿初砌台车模板（5），所述连接钢管（30）的下端连接有注浆连接头（32），所述连接钢管（30）内设有球阀（31），所述球阀（31）与连接钢管（30）之间设有定位钢销（33），所述连接钢管（30）上连接有压力表（34），所述初砌台车模板（5）上固定连接有固定法兰（28），所述固定法兰（28）套设在注浆管（27）上，所述注浆管（27）上螺纹连接有可拆卸定位法兰（29），所述可拆卸定位法兰（29）与固定法兰（28）之间螺纹连接有紧固螺栓（35）。3.根据权利要求2所述的隧道拱顶防脱空预警装置，其特征在于：所述注浆管（27）采用高强活性粉末混凝土注浆管，所述注浆管（27）的上端与防水板（1）相抵，所述注浆管（27）的上端侧壁上设有注浆开口。4.根据权利要求1所述的隧道拱顶防脱空预警装置，其特征在于：所述防空洞预警系统分为液位连通式防脱空报警与压触连通式防脱空报警，所述液位连通式防脱空报警与压触连通式防脱空报警的接触端子（6）分别采用液位连通接触端子（22）与压力传感器接触端子（25），所述液位连通式防脱空报警与压触连通式防脱空报警的控制箱（9）内分别设有液位继电器（20）与继电器（26），所述液位继电器（20）与继电器（26）上均设有连接电线（21），所述连接电线（21）与预埋电线（11）之间设有快速接头（24），所述液位连通式防脱空报警与压触连通式防脱空报警的控制箱（9）均外接有接触器（19），所述接触器（19）上连接有指示灯（10）与开关电源（17），所述开关电源（17）与接触器（19）之间电性连接有漏电断路器（18）。5.根据权利1
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4所述的隧道拱顶防脱空预警的混凝土实时监控方法，其特征在于：所述
隧道拱顶防脱空预警的混凝土实时监控方法包括如下步骤；步骤一、隧道初支整平：隧道开挖出现欠挖时，进行二次钻眼补炮，将欠挖部分开挖至设计轮廓线，隧道开挖出现超挖时，采用同级配混凝土回填密实，初期支护完成后采用1m靠尺对初期支护表面平整度进行检查，初期支护表面平整度符合D/L≤1/10 的要求（D为初期支护基面相邻两凸面凹进去的深度；L为基层相邻两凸面间的距离，且L≤1m），不符合要求进行补喷混凝土或凿除混凝土处理；步骤二、无纺布、防水板铺挂：无纺布采用热熔垫圈射钉固定于初期支护混凝土面上，热熔垫圈间距为拱部0.5m、边墙0.8m，呈梅花型布置，土工布铺挂时下幅压上幅，两幅搭接宽度不小于50mm，防水板铺设先拱后墙，从水沟底以上45cm 拱墙外缘铺挂，先于拱顶垫层上正确标出隧道纵向中线，再使防水板纵向中心线与标定线重合，将拱顶部垫片热熔焊接好后，向两侧边墙铺挂，边铺边焊，下部防水板压住上部防水板，相邻两幅防水板搭接宽度不小于15cm，防水板松紧应适度并留有余量，实铺长度与初...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立财，
申请(专利权)人：赵立财，
类型：发明
国别省市：