一种隧道空洞检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及隧道结构检测技术领域，具体而言，涉及一种隧道空洞检测装置，包括一顶管机、一信号发射盒、若干信号接收盒以及一控制器；顶管机包括一注浆管和一移动工作台；信号发射盒固定连接在注浆管的内管壁上，并位于出浆口处，信号发射盒包括一振动结构和一驱动结构，振动结构用于向四周发射应力波信号，驱动结构与振动结构电连接；信号接收盒固定连接在地面上，信号接收盒用于接收振动结构发出的应力波信号；控制器分别与信号接收盒、移动工作台以及驱动结构电连接；若开挖和注浆过程存在空洞则通过控制器移动工作台并改变注浆位置，以对空洞进行及时补浆，达到了缩短工期和降低成本的要求。降低成本的要求。降低成本的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道空洞检测装置


[0001]本技术涉及隧道结构检测技术
，具体而言，涉及一种隧道空洞检测装置。

技术介绍

[0002]联络通道是连接两条主隧道的通道，兼具排水、检修及逃生救援等功能。传统的联络通道施工采用对地层加固、止水，人工或者矿山法开挖的方式进行，存在沉降控制复杂，安全风险高，施工效率低、成本高等缺点，而采用顶管法开挖隧道技术可以很好的解决上述问题，同时由于联络通道空间狭小，所以顶管法已成为地铁联络通道机械法施工中的主要方法。
[0003]采用顶管法施工时，需要先拆除联络通道和主隧道垂直连接处的预留管片，而后推进顶管机并依次切削主隧道预留管片环完成进出洞，最终在两条主隧道间形成一联络通道。在联络通道的顶管法施工过程中，随着顶管机不断地在土体中推进，周围地层会不可避免地发生局部坍塌变形，而坍塌会在土体内部形成一系列位置和规模大小不得而知的空洞，为了避免空洞贯通造成大范围沉降变形，需要对空洞进行注浆填充；通过注浆在隧道最外层形成的混凝土结构层，对隧道周边围岩稳定起到重要的支护作用，然而在注浆施工过程中，也会出现隧道拱顶注浆填充不到位的空洞现象。
[0004]中国专利CN216900375U公开了一种隧道衬砌空洞敲击机构及自动敲击检测装置，隧道衬砌空洞敲击机构包括第一固定板、敲击锤、蓄能弹簧、凸轮和驱动电机，通过隧道衬砌空洞敲击机构对隧道中的衬砌进行自动化敲击，将人工敲击转变成机械化自动敲击；其缺陷在于，该装置需要在浆液完全凝固后再进行检查和修补，这就造成隧道施工成本过高，施工过程复杂。r/>
技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术提供一种在隧道注浆过程对空洞进行检测的隧道空洞检测装置。
[0006]一种隧道空洞检测装置，包括一顶管机、一信号发射盒、若干信号接收盒以及一控制器；
[0007]所述顶管机包括一注浆管和一移动工作台，所述注浆管的出浆口与隧道最外层形成的混凝土结构层相连通，所述注浆管的进浆口与所述移动工作台相连通；
[0008]所述信号发射盒固定连接在所述注浆管的内管壁上，并位于所述出浆口处，所述信号发射盒包括一振动结构和一开关结构，所述振动结构用于向四周发射应力波信号，所述开关结构固定连接在所述振动结构的一侧，所述开关结构与所述振动结构电连接；
[0009]所述信号接收盒固定连接在所述隧道上方的地面上，所述信号接收盒用于接收所述振动结构发出的应力波信号；
[0010]所述控制器分别与所述信号接收盒、所述移动工作台以及所述开关结构电连接。
[0011]本技术的优点及有益效果：移动工作台将注浆管移动至需要注浆的位置，使得注浆管的注浆口与隧道最外层的混凝土结构层相连通，进行注浆；在注浆的过程中，控制器控制驱动结构工作，驱动结构带动振动结构工作，以使固定在注浆管的内壁上的信号发射盒不断向四周发射应力波信号，该应力波信号会被固定在地面上的信号接收盒接收，信号接收盒处理该信号，并反馈至控制器，通过判断应力波信号运动曲线图就能快速判断开挖地层中是否存在空洞，若存在空洞则通过控制器移动工作台改变注浆位置的同时调节注浆压力，以对空洞进行及时补浆，这样不但保证了施工品质，而且避免了在混凝土凝固后再对其进行修补施工，达到了缩短工期和降低成本的要求，提高了本技术的检测精度。
[0012]优选地，所述振动结构包括一防水外壳、一固定支架、一金属外壳、一螺线圈、一铁芯以及一复位弹簧；
[0013]所述防水外壳固定连接在所述注浆管的内管壁上，所述固定支架固定连接在所述防水外壳内，所述开关结构固定连接在所述防水外壳的一侧；
[0014]所述金属外壳固定连接在所述固定支架上，所述金属外壳内套设有所述螺线圈，且所述金属外壳的一侧设有第一开口，所述螺线圈上设有一供所述铁芯往复移动的通孔，所述复位弹簧套设在所述铁芯上，并位于所述第一开口处；
[0015]所述复位弹簧的一端与所述铁芯固定连接，另一端与所述金属外壳固定连接，所述螺线圈与所述开关结构电连接，所述螺线圈通电后带动所述铁芯在所述通孔内往复移动，并使所述铁芯的一侧反复与所述金属外壳的另一侧撞击，以产生应力波信号。这样设置，螺线圈通电后在电流作用下会产生电磁力以带动铁芯在通孔内往复运动，而断电时电磁力消失，此时复位弹簧把铁芯压回金属外壳内；铁芯在电磁力的作用下运动产生周期性应力波信号，而复位弹簧可以限制铁芯的运动幅度，同时由于复位弹簧约束，可以防止铁芯脱离出通孔，该结构简单且实施方便。
[0016]优选地，所述开关结构包括一第一电极、一第二电极、一吸水外壳以及一高吸水性绝缘材料；所述吸水外壳上设有若干镂空区，所述吸水外壳内填充有所述高吸水性绝缘材料，所述第一电极和所述第二电极间隔放置在所述高吸水性绝缘材料中，所述第一电极的其中一端与所述振动结构电连接，所述第二电极的其中一端与所述控制器电连接。这样设置，注浆管进行注浆时，水泥浆中的水分会通过镂空区域高吸水性绝缘材料接触，此时高吸水性绝缘材料吸水，使得原本相互绝缘的第一电极和第二电极导通，使得螺线圈导通并产生电磁力，以驱动铁芯往复运动，该开关结构的驱动方式依靠水泥浆来触发，同时使得应力波可以依托水泥浆扩散至隧道外壁的岩体中，以进行空洞检测，该方式结构简单且高效。
[0017]优选地，所述高吸水性绝缘材料为绝缘海绵或吸水布。这样设置，为了保护第一电极和第二电极，使用吸水后具有导电性的绝缘海绵或吸水布作为保护层把两个电极隔开。
[0018]优选地，所述信号接收盒包括一塑料外壳、一充电电池、一充电口以及一加速度传感器；所述塑料外壳固定连接在所述地面上，所述塑料外壳的一侧开设有供所述充电口放置的第二开口，所述塑料外壳内固定连接有所述充电电池和所述加速度传感器，所述充电电池分别与所述充电口和所述加速度传感器电连接，所述加速度传感器与所述控制器电连接。这样设置，充电电池对加速度传感器进行供电，减少了线缆的使用，达到了降本的目的，而塑料外壳固定连接在地面上，可以使得加速度传感器更好的接收振动结构产生的应力波信号，并将该应力波信号进行处理，处理后传输至控制器。
[0019]优选地，所述信号接收盒还包括一无线发射器，所述控制器上设有一无线接收器，所述无线发射器固定连接在所述塑料外壳上，所述无线发射器分别与所述加速度传感器和所述充电电池电连接，所述无线接收器与所述控制器电连接，所述无线发射器与所述无线接收器无线通信连接。这样设置，加速度传感器处理后的信号通过无线发射器，无线传输至无线接收器，并经由无线接收器传输至控制器，实现了应力波信号处理后的无线传输功能，减少了线缆的使用，降低了用工成本。
[0020]优选地，所述移动工作台包括一储浆罐、一支撑架以及若干驱动轮；所述储浆罐上设有一供所述注浆管的进浆口连接的第三开口，所述进浆口通过所述第三开口与所述储浆罐的内部相连通，所述储浆罐固定连接在所述支撑架上，所述支撑架的下端固定连接有若干所述驱动轮，各所述驱动轮和所述储浆罐分别与所述控制器电连接。这样设置，储浆罐用于存储水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道空洞检测装置，其特征在于，包括一顶管机(1)、一信号发射盒(2)、若干信号接收盒(3)以及一控制器(4)；所述顶管机(1)包括一注浆管(1.1)和一移动工作台(1.2)，所述注浆管(1.1)的出浆口与隧道最外层形成的混凝土结构层相连通，所述注浆管(1.1)的进浆口与所述移动工作台(1.2)相连通；所述信号发射盒(2)固定连接在所述注浆管(1.1)的内管壁上，并位于所述出浆口处，所述信号发射盒(2)包括一振动结构(2.1)和一开关结构(2.2)，所述振动结构(2.1)用于向四周发射应力波信号，所述开关结构(2.2)固定连接在所述振动结构(2.1)的一侧，所述开关结构(2.2)与所述振动结构(2.1)电连接；所述信号接收盒(3)固定连接在所述隧道上方的地面上，所述信号接收盒(3)用于接收所述振动结构(2.1)发出的应力波信号；所述控制器(4)分别与所述信号接收盒(3)、所述移动工作台(1.2)以及所述开关结构(2.2)电连接。2.根据权利要求1所述的隧道空洞检测装置，其特征在于，所述振动结构(2.1)包括一防水外壳(2.11)、一固定支架(2.12)、一金属外壳(2.13)、一螺线圈(2.14)、一铁芯(2.15)以及一复位弹簧(2.16)；所述防水外壳(2.11)固定连接在所述注浆管(1.1)的内管壁上，所述固定支架(2.12)固定连接在所述防水外壳(2.11)内，所述开关结构(2.2)固定连接在所述防水外壳(2.11)的一侧；所述金属外壳(2.13)固定连接在所述固定支架(2.12)上，所述金属外壳(2.13)内套设有所述螺线圈(2.14)，且所述金属外壳(2.13)的一侧设有第一开口(5)，所述螺线圈(2.14)上设有一供所述铁芯(2.15)往复移动的通孔(6)，所述复位弹簧(2.16)套设在所述铁芯(2.15)上，并位于所述第一开口(5)处；所述复位弹簧(2.16)的一端与所述铁芯(2.15)固定连接，另一端与所述金属外壳(2.13)固定连接，所述螺线圈(2.14)与所述开关结构(2.2)电连接，所述螺线圈(2.14)通电后带动所述铁芯(2.15)在所述通孔(6)内往复移动，并使所述铁芯(2.15)的一侧反复与所述金属外壳(2.13)的另一侧撞击，以产生应力波信号。3.根据权利要求1或2所述的隧道空洞检测装置，其特征在于，所述开关结构(2.2)包括一第一电极(2.21)、一第二电极(2.22)、一吸水外壳(2.23)以及一高吸水性绝缘材料；所述吸水外壳(2.23)上设有若干镂空区(7)，所述吸水外壳(2.23)内填充有所述高吸水性绝缘材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鹏，康硕，张崇，邓岳保，董子博，郑荣跃，朱瑶宏，
申请(专利权)人：中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，
类型：新型
国别省市：