[发明专利]用于隧道衬砌拱顶的内窥式防空洞监控装置及监控方法

说明书

本发明公开了一种用于隧道衬砌拱顶的内窥式防空洞监控装置，包括针孔式探头、连接线、可视化终端和伸缩杆，针孔式探头通过连接线与可视化终端相连，针孔式探头安装在伸缩杆的前端，伸缩杆伸长后的长度正好与衬砌模板台车的浇筑长度相当，衬砌模板台车的模板堵头上设置有预留孔，预留孔开在模板堵头靠近拱顶的位置处，安装了针孔式探头的伸缩杆既能穿过预留孔伸入衬砌模板台车内，又能通过预留孔退出衬砌模板台车。还提供了一种用于隧道衬砌拱顶的内窥式防空洞监控方法。采用针孔式探头并结合伸缩杆、可视化终端，并在衬砌模板台车上做相应的改进，从而实现了内窥式防衬砌混凝土拱顶空洞的效果。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种用于防止隧道衬砌浇筑过程中拱顶出现空洞的监控装置以及监控方法。

背景技术

在隧道施工中，先进行初期支护(也称为“初支”)，再进行衬砌混凝土的浇筑(也称为“二衬”)。然而，隧道拱顶初支面凹凸不平是施工中普遍存在的现象，当衬砌混凝土浇筑至拱顶时，人为无法判断混凝土是否将凹陷部分填满。若混凝土未填满，拱顶就会形成空腔，衬砌结构就无法与初支面紧密贴合，这种隧道拱顶质量欠佳，同时造成衬砌厚度不足，结构耐久性就无法保证，存在一定的安全隐患。由于拱顶混凝土衬砌空间是密闭空间，衬砌浇筑是否填满无法通过目测来判定，如果没有有效手段进行监测、检查，待拱顶混凝土浇筑完成后，只能采用雷达等无损检测手段检查拱顶是否存在空洞。但拱顶混凝土浇筑完再检测属于事后控制，若存在空洞，质量问题已既成事实，质量处理较为困难。

随着隧道衬砌混凝土施工质量标准日益严格，隧道衬砌实体质量检测、检查日益重视，亟需设计一种隧道拱顶混凝土浇筑防空洞的监测装置，实现对浇筑施工的实时监测，保证混凝土浇筑质量。

国家知识产权局网站上公开了“一种隧道衬砌混凝土拱顶防空洞监测器”(ZL201610909740.6)和“一种隧道二衬拱顶防脱空预警装置”(ZL201721727330.6)，这两种技术方案结构复杂，制造成本高，而且在实际应用时不可避免地因水汽导致电路反应不准确，易产生误报，实际应用价值不高。因此，目前大多还是根据工人经验进行施工。

发明内容

本发明旨在提供一种易于安装布置、结构简单、制造成本低、可重复使用、监测准确可靠的可视化监控装置，专用于监测隧道衬砌的拱顶浇筑，避免出现空洞。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种用于隧道衬砌拱顶的内窥式防空洞监控装置，包括针孔式探头、连接线、可视化终端和伸缩杆，所述针孔式探头通过连接线与可视化终端相连，针孔式探头固定安装在伸缩杆的前端，伸缩杆伸长后的长度正好与衬砌模板台车的浇筑长度相当，所述衬砌模板台车的模板堵头上设置有预留孔，且预留孔开在模板堵头靠近拱顶的位置处，安装了所述针孔式探头的伸缩杆既能穿过预留孔伸入衬砌模板台车内，又能通过预留孔退出衬砌模板台车。

作为上述方案的优选，所述连接线通过钢丝捆绑在伸缩杆外；或者所述伸缩杆为空心结构，连接线从伸缩杆内穿过。简化结构，方便安装固定。

进一步，所述可视化终端为手机。市售的针孔式探头，配备有可安装在可视化终端上的软件，将该软件安装在手机上，通过手机显示针孔式探头采集到的影像资料，将手机作为可视化终端，更加方便。

同时，本发明还提供了一种用于隧道衬砌拱顶的内窥式防空洞监控方法，采用上述的用于隧道衬砌拱顶的内窥式防空洞监控装置，步骤如下：

(A)衬砌模板台车定位前，将安装了针孔式探头的伸缩杆穿过模板堵头上的预留孔伸入衬砌模板台车内，此时伸缩杆处于伸长状态，并确保伸缩杆能转动及来回移动，针孔式探头与可视化终端信号传递正常；