[发明专利]隧道全断面衬砌损伤自动检测系统、检测车及检测方法

说明书

本发明公开了一种隧道全断面衬砌损伤自动检测系统、检测车及检测方法，属于隧道检测技术领域，其中包括查询装置、应答装置和采集装置，通过查询装置和应答装置相互配合来自动判断进入隧道和离开隧道的时机，并生成相应的控制指令到采集装置，在进入隧道时控制其打开并采集衬砌数据或者在离开隧道时控制其关闭，从而实现了对隧道全断面衬砌损伤的自动检测。本发明的衬砌损伤自动检测系统，可集成在自动检测车上，由查询装置和应答装置配合来提示检测车驶入和驶出隧道，并发送相应的控制指令来控制采集装置工作或关闭，有效实现了对隧道全断面衬砌损伤的自动检测，大大提升了隧道衬砌损伤的监测效率，降低了隧道衬砌损伤监测的经济成本。

技术领域

本发明属于隧道检测技术领域，具体涉及隧道全断面衬砌损伤自动检测系统、检测车及检测方法。

背景技术

随着我国道路交通建设的不断发展，隧道工程的利用也越来越多，已广泛应用各种道路交通工程之中。在隧道工程的应用过程中，为了防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建有永久性支护结构，即隧道衬砌结构。

隧道衬砌结构对于隧道结构的稳定性和安全性有着十分重要的作用，但由于地质条件、环境条件、或者材料本身缺陷等因素，隧道衬砌结构常会发生一些损伤，常见的衬砌损伤主要包括衬砌裂缝、衬砌结构剥落等，从而导致衬砌结构渗水、衬砌结构脱空等病害，使得隧道衬砌结构的稳定性和安全性受到极大地影响，直接影响到隧道的使用寿命和行车安全。

隧道衬砌裂缝是大部分衬砌病害的早期表现形式，使得隧道衬砌裂缝的检测成为了隧道损伤检测的主要对象之一。在传统的隧道衬砌裂缝检测过程中，通常是基于人工视觉检测的方法，这种检测方法虽然能一定程度上检测到隧道衬砌的损伤情况，但其效率低，工作强度大，检测速度慢，精度较低，检查的结果具有很强的主观性，且检测人员的人身安全也受到一定影响。虽然在专利文献CN 201610854251.5提出了一种隧道衬砌无损检测装置，其包括顺序安装的带刹车万向脚轮、工作台、距离微调组件、高度调整组件、自动敲击组件和外设的上位机，其工作时通过钢管、脚手架直角扣件固定在铁路工程车上，由火车头拖动铁路工程车及装载的检测装置沿隧道移动，通过装置中自动敲击组件对隧道衬砌进行敲击，麦克风将敲击声波转为电信号，由上位机采集与分析敲击声音信号，获得隧道衬砌的结构参数、空洞等隧道健康信息，一定程度上实现了对隧道衬砌的无损检测；但是，上述装置开始工作的时机必须人为确定，检测装置是否进入隧道、是否开始工作都需要额外的人为监管才能实现，一定程度上降低了隧道全断面衬砌损伤检测的自动化程度，无法实现自动检测并充分降低人力成本的投入，再加上上述检测装置仅能通过敲击衬砌内壁来进行声波数据收集，检测方式较为单一、数据收集的局限性较大、误差较大、检测效率较低，无法充分满足隧道全断面衬砌损伤的快速、全面、精确检测，检测的效率和精度较低从而导致其应用具有一定的限制。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种隧道全断面衬砌损伤自动检测系统、检测车及检测方法，其中通过设置查询-应答装置匹配工作，并与采集装置相互配合，能有效解决对隧道全断面衬砌损伤的自动检测，大大提升隧道衬砌损伤检测的自动化程度和检测精度性，有效避免人为主观因素对检测结果的影响，提高衬砌损伤检测的效率和全面性，降低衬砌损伤检测的成本投入。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种隧道全断面衬砌损伤自动检测系统，其特征在于，

包括应答装置、查询装置和采集装置；其中，

所述应答装置包括设置于隧道入口处的一号应答装置和设置于隧道出口处的二号应答装置，其可接收来自所述查询装置的查询信号并反馈相应的应答信号；

所述查询装置与所述采集装置相互连接，其持续发射出仅所述应答装置能接收到的查询信号并接收所述应答装置反馈的应答信号，所述查询装置接收到所述一号应答装置反馈的应答信号后判断其即将进入隧道并发送工作指令到所述采集装置，且所述查询装置接收到所述二号应答装置反馈的应答信号后可判断已离开隧道，继而发送关闭指令到所述采集装置；