一种隧道衬砌质量检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隧道衬砌质量检测装置及检测方法，其中隧道衬砌质量检测装置包括机架、行走机构、圆弧形导轨以及地质雷达检测机构，所述行走机构设于所述机架，以控制所述机架行走，所述圆弧形导轨设于所述机架并能够沿所述机架的行走方向移动调节，所述圆弧形导轨的圆弧中心线平行所述机架的行走方向，所述地质雷达检测机构设于所述圆弧形导轨并能够沿所述圆弧形导轨的长度方向移动调节。本发明专利技术的隧道衬砌质量检测装置及检测方法，能够对隧道衬砌质量进行检测，且检测效率高，检测精度高，同时结构简单，成本低，环境适用性好。环境适用性好。环境适用性好。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道衬砌质量检测装置及检测方法


[0001]本专利技术涉及隧道质量检测
，特别涉及一种隧道衬砌质量检测装置及检测方法。

技术介绍

[0002]在隧道工程中，隧道开挖后需要对隧道进行衬砌施工，以避免围岩风化以及地下水渗透。但是在衬砌施工过程中，容易出现衬砌超厚、欠厚以及衬砌空洞等缺陷，进而严重影响衬砌的承载力、耐久度以及结构强度。因此，需要对衬砌质量进行有效检查，以对有缺陷的衬砌段进行修复，从而延长隧道使用寿命、减少因重建造成的财力损失以及避免事故的发生。
[0003]现有技术中，一般是人工进行检测或者采用隧道检测车进行检测，但是人工检测效率低，准确性较差，而隧道检测车结构复杂，成本高，且对作业环境要求较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种隧道衬砌质量检测装置，能够对隧道衬砌质量进行检测，且检测效率高，检测精度高，同时结构简单，成本低，环境适用性好。
[0005]本专利技术还提出一种隧道衬砌质量检测方法。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例的隧道衬砌质量检测装置，包括：
[0007]机架；
[0008]行走机构，设于所述机架，以控制所述机架行走；
[0009]圆弧形导轨，设于所述机架并能够沿所述机架的行走方向移动调节，所述圆弧形导轨的圆弧中心线平行所述机架的行走方向；
[0010]地质雷达检测机构，设于所述圆弧形导轨并能够沿所述圆弧形导轨的长度方向移动调节。r/>[0011]根据本专利技术实施例的隧道衬砌质量检测装置，至少具有如下有益效果：
[0012]本专利技术中，需要对隧道衬砌进行质量检测时，将隧道衬砌质量检测装置安置于隧道内，然后沿圆弧形导轨的长度方向滑动地质雷达检测机构，同时地质雷达检测机构对衬砌进行检测，并记录检测到的数据，根据检测的数据计算出衬砌厚度以及识别出衬砌空洞，并根据计算和识别结果对衬砌异常位置进行标记，当地质雷达检测机构滑动至圆弧形导轨的一端时，将圆弧形导轨前移至下一位置，重复前面步骤，即可完成隧道衬砌质量检测装置所在区域的隧道衬砌段的所有衬砌质量检测，最后通过行走机构将隧道衬砌质量检测装置前移至隧道的下一区域，然后重复前面的步骤，即可完成隧道内所有衬砌质量的检测。根据本专利技术实施例的隧道衬砌质量检测装置，相比于人工进行检测，检测效率高，检测精度高，相比于隧道检测车，结构更加简单，成本更低，环境适用性更好，此外，可以将隧道沿纵向依次分成多个区域，在同一个区域，机架固定不动，而是通过细微移动圆弧形导轨，来实现地
质雷达检测机构沿隧道的纵向移动，相比于隧道检测车直接带动地质雷达检测机构沿隧道纵向移动，本专利技术中，调节更加细微精准，进而检测结果更加精准。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述机架的两端均设有平行所述圆弧形导轨的圆弧形安装件，两个所述圆弧形安装件之间转动设有多个丝杆，所述丝杆传动连接有驱动电机，多个所述丝杆沿所述圆弧形安装件的长度方向排布，所述丝杆沿所述机架的行走方向延伸，所述丝杆螺纹连接所述圆弧形导轨。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述地质雷达检测机构包括：
[0015]移动小车，滑动连接所述圆弧形导轨，所述移动小车设有车轮和电磁铁，所述电磁铁用于与所述圆弧形导轨相互吸合而使所述车轮贴合所述圆弧形导轨；
[0016]地质雷达模块，设于所述移动小车。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述圆弧形导轨的横截面呈T形，所述移动小车对应设有T形槽并通过所述T形槽滑动连接所述圆弧形导轨。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述地质雷达模块设有：
[0019]雷达发射机，用于向隧道衬砌发射电磁波信号；
[0020]雷达接收机，用于接收从所述隧道衬砌反射的电磁波信号；
[0021]雷达主机，连接所述雷达发射机和所述雷达接收机。
[0022]根据本专利技术第二方面实施例的隧道衬砌质量检测方法，基于本专利技术第一方面实施例的的隧道衬砌质量检测装置，所述检测方法包括如下步骤：
[0023]步骤S100.对所述地质雷达检测机构的初始位置进行标定，并确定所述地质雷达检测机构的检测参数；
[0024]步骤S200.通过所述地质雷达检测机构，对所述机架所在区域的隧道衬砌段进行扫描检测，同时记录检测到的数据；
[0025]步骤S300.对记录的数据进行预处理，以优化数据；
[0026]步骤S400.根据预处理后的数据，进行衬砌厚度的计算以及衬砌空洞的识别；
[0027]步骤S500.根据计算和识别结果，对所述隧道衬砌段的异常位置进行标记；
[0028]步骤S600.通过行走机构控制所述机架前移至隧道的下一区域，重复步骤S100至S500，直至完成所述隧道内的所有衬砌质量检测。
[0029]根据本专利技术实施例的隧道衬砌质量检测方法，至少具有如下有益效果：根据本专利技术第二方面实施例的隧道衬砌质量检测方法，能够快速对衬砌质量进行检测，步骤简单，实现方便，而且可以将隧道沿纵向依次分成多个区域，在同一个区域，机架固定不动，而是通过细微移动圆弧形导轨，来实现地质雷达检测机构沿隧道的纵向移动，相比于隧道检测车直接带动地质雷达检测机构沿隧道纵向移动，调节更加细微精准，进而检测结果更加精准。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，步骤S100包括如下过程：
[0031]步骤S110.将所述地质雷达检测机构移动至所述圆弧形导轨的一端，记录所述地质雷达检测机构在所述隧道弧度方向上的空间位置，完成所述初始位置的标定；
[0032]步骤S120.所述检测参数包括但不限于：所述地质雷达检测机构的天线中心频率和采样率；其中，所述天线中心频率表示为：
[0033][0034]式中，ε
r
为混凝土的相对介电常数，a为所述地质雷达检测机构检测时的分辨率；
[0035]所述采样率为相邻两次采样的时间间隔，所述采样率表示为：
[0036][0037]根据本专利技术的一些实施例，步骤S200包括如下过程：
[0038]步骤S210.使所述地质雷达检测机构沿所述圆弧形导轨移动，且移动过程中对所述隧道衬砌进行扫描检测，同时记录检测到的数据，直至所述地质雷达检测机构移动至所述圆弧形导轨的另一端；
[0039]步骤S220.沿所述机架的行走方向移动调节所述圆弧形导轨，使所述圆弧形导轨移动至下一位置；
[0040]步骤S230.重复步骤S210和步骤S220，直至完成所述机架所在区域的隧道衬砌段的所有衬砌质量检测。
[0041]根据本专利技术的一些实施例，所述地质雷达检测机构设有发射天线和接收天线，步骤S400中，所述衬砌厚度表示为：
[0042][0043]式中，t为电磁波信号从所述发射天线发射出到被所述接收天线接收回的行程时间，v为电磁波在衬砌中传播中的波速，x为所述发射天线与所述接收天线之间的距离；
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，包括：机架；行走机构，设于所述机架，以控制所述机架行走；圆弧形导轨，设于所述机架并能够沿所述机架的行走方向移动调节，所述圆弧形导轨的圆弧中心线平行所述机架的行走方向；地质雷达检测机构，设于所述圆弧形导轨并能够沿所述圆弧形导轨的长度方向移动调节。2.根据权利要求1所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，所述机架的两端均设有平行所述圆弧形导轨的圆弧形安装件，两个所述圆弧形安装件之间转动设有多个丝杆，所述丝杆传动连接有驱动电机，多个所述丝杆沿所述圆弧形安装件的长度方向排布，所述丝杆沿所述机架的行走方向延伸，所述丝杆螺纹连接所述圆弧形导轨。3.根据权利要求1或2所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，所述地质雷达检测机构包括：移动小车，滑动连接所述圆弧形导轨，所述移动小车设有车轮和电磁铁，所述电磁铁用于与所述圆弧形导轨相互吸合而使所述车轮贴合所述圆弧形导轨；地质雷达模块，设于所述移动小车。4.根据权利要求3所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，所述圆弧形导轨的横截面呈T形，所述移动小车对应设有T形槽并通过所述T形槽滑动连接所述圆弧形导轨。5.根据权利要求3所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，所述地质雷达模块设有：雷达发射机，用于向隧道衬砌发射电磁波信号；雷达接收机，用于接收从所述隧道衬砌反射的电磁波信号；雷达主机，连接所述雷达发射机和所述雷达接收机。6.一种隧道衬砌质量检测方法，基于权利要求1至5中任一项所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：步骤S100.对所述地质雷达检测机构的初始位置进行标定，并确定所述地质雷达检测机构的检测参数；步骤S200.通过所述地质雷达检测机构，对所述机架所在区域的隧道衬砌段进行扫描检测，同时记录检测到的数据；步骤S300.对记录的数据进行预处理，以优化数据；步骤S400.根据预处理后的数据，进行衬砌厚度的计算以及衬砌空洞的识别；步骤S500.根据计算和识别结果，对所述隧道衬砌段的异常位置进行标记；步骤S600.通过行走机构控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴遁，王清扬，李涛，夏毅敏，李永朝，林赉贶，袁涛，李军武，周艳涛，赵鹏，谭柯帆，廉世卿，
申请(专利权)人：中水东北勘测设计研究有限责任公司中南大学，
类型：发明
国别省市：