[实用新型]一种隧道衬砌雷达检测辅助装置和隧道衬砌雷达检测车

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道检测领域，特别涉及一种隧道衬砌雷达检测辅助装置以及利用该装置的隧道衬砌雷达检测车。

背景技术

隧道建设，作为隐蔽性工程，其所处地质环境复杂多变，施工工艺要求较高。为了避免不必要的损失，保证隧道工程在运营期间的安全可靠性，控制隧道工程在修建过程中及交、竣工的工程质量尤为重要。

目前，隧道工程的建设主要依靠隧道监控量测来指导施工。在隧道施工完成后，需要对隧道施工质量进行评价，并指导修复完善工程质量。在隧道检测过程中需要快速、全面、准确了解衬砌结构有无脱空不密实区域、喷射混凝土厚度、钢拱架间距等指标，并进一步指导施工和监控施工质量。

作为隧道衬砌结构检测的主要工具，地质雷达已广泛应用于隧道工程的超前地质预报和质量检测中。它具有分辨率高、无损探测、剖面图像直观等特点，为快速、准确的评价隧道工程质量提供了技术保障。

如图1所示，地质雷达主要由雷达主机A、传输线B和雷达天线C组成，雷达天线C通过传输线B连接于雷达主机A；其中，雷达主机A为雷达检测工作的中枢控制系统，传输线B具有很强的自屏蔽功能，在雷达主机A和雷达天线C并传输相关信号；雷达天线C，用于向隧道周围发射高频电磁波(例如200MHz、400MHz、900MH等)并接收不同介质反射电磁波。

在隧道衬砌雷达检测时，地质雷达通过雷达天线C在隧道衬砌表面向内部发射频率为数百兆赫的电磁波。当电磁波遇到不同媒质的界面时便会发生反射与透射，反射波返回衬砌表面，被雷达天线C所接收并发送给雷达主机A。雷达主机A记录下电磁波从发射到接收的双程走时形成相关图像，检测完成后通过数据后处理软件对隧道衬砌结构的质量进行分析。

衬砌结构是隧道工程的主体组成部分，其工程质量的好坏直接关系到隧道整体结构的安全稳定性，所以必须加强对隧道衬砌结构在施工中及完工后质量的检测，保证隧道工程的安全可靠性。因此，隧道衬砌结构的检测需要在隧道中的多个位置处进行检测，才能对隧道衬砌结构进行整体性的评价。

目前，在隧道衬砌雷达检测之前，事先进行测线的布置，测线布置以纵向(隧道延伸方向)布置为主，横向(隧道界面)布置为辅。如图2所示，隧道的检测至少需要布置5条测线，分别位于隧道的拱顶、左右拱腰、左右边墙，对于更大的三车道隧道而言，还需要在隧道的拱腰部位增加两条测线，遇到衬砌有缺陷的地方还需要加密测线。本领域中，拱顶位于隧道的最顶部，左右拱腰与拱顶之间呈45度的弧度关系，左右边墙与左右拱腰分别呈45度的弧度关系。

在隧道衬砌雷达检测前，需要事先进行检测放样过程，即在隧道内每隔5～10m记录一个里程标记。在准备检测时，将雷达天线与雷达主机进行连接，并保证处于正常工作状态，在检测时，将雷达天线与衬砌表面密贴，并在测线位置沿隧道的延伸方向进行连续检测。

如图3所示，现有的隧道衬砌雷达检测是采用人工测量的方式。具体地，是在移动车2上安装升降架3，在升降架3的顶端固定工作台4。测量时，利用传输线B将雷达主机A和雷达天线C进行连接并保证地质雷达设备工作正常，将移动车2行驶到待测的放样点(例如拱顶放样点、拱腰放样点)下方，测量人员手持雷达天线C站在工作台4上，通过升降架3将工作台4连同其上站立的工作人员推升到靠近待测的放样点的高度，之后工作人员将雷达天线C上举至待测的放样点处进行该放样点的隧道衬砌雷达扫描。其中，雷达主机A可如图3中的方式放置于移动车2中，或者放置于其它便于进行隧道衬砌结构雷达检测的地方。

虽然现有的隧道衬砌雷达检测是采用人工测量的方式能够完成对隧道衬砌既定测线进行雷达检测的目的，但只能满足半人工半机械化的检测过程。而且在检测中并不能完全满足人员安全保障、数据真实有效、过程快速便捷的要求，其问题主要在于：

1)由于隧道断面面积大，测线布置位置高，在隧道衬砌雷达检测中不论采用高空作业车(例如图3所示方式)或其它例如搭建脚手架的方式，检测人员都需要进行高空作业并手持雷达天线贴于检测断面，并且需要配备2～3名检测人员在狭小的工作台上互相协助，整个检测过程中受人员因素的影响很大。