[发明专利]一种适用于隧道衬砌自动检测系统及方法

说明书

本公开提供了一种适用于隧道衬砌自动检测系统及方法，包括分段式预埋导轨单元和雷达天线耦合自动扫描装置，分段式预埋导轨单元包括多个分段式导轨和预埋式托架，每个预埋式托架托举一个分段式导轨，预埋式托架的一端预埋待测位置内部，分段式预埋导轨线性排列为供雷达天线耦合自动扫描装置移动的轨道；雷达天线耦合自动扫描装置包括地质雷达、弹性件和行走机构，所述行走机构平行于雷达天线的运行方向，行走机构与雷达天线之间布设弹性件，通过行走机构托举雷达天线在所述分段式预埋导轨单元组成的轨道上进行衬砌质量检测。

技术领域

本公开涉及一种适用于隧道衬砌自动检测系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出的通道，埋置于地层内部，是人类开发利用地下空间的一种形式。隧道分类有交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道。

目前我国大多数隧道采用的施工方法是新奥法，以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护。隧道初期支护可能会出现混凝土浇筑欠密实、脱空，支护结构与围岩之间存在空洞等缺陷，同时为了检查钢支撑间距及数量是否满足规范要求，需要对初期支护进行检测。现阶段，大多数是借助地质雷达对隧道衬砌结构进行扫描检测。

隧道衬砌检测不同于掌子面超前预报探测，主要有两点：(1)衬砌检测距离长，通常一条测线可达几十米到上百米不等；(2)衬砌检测的对象包括隧道拱顶，拱腰以及边墙，在高达十几米的隧道衬砌处进行长测线扫描，需要操作人员站在辅助台车上进行。目前这种地质雷达检测方法存在两点不足。

第一，目前的隧道衬砌检测几乎都不是自动化或半自动化，操作人员站在台车上，仍然需要长时间托举地质雷达天线。这种方式效率较低，不仅浪费大量时间和资源，而且长时间的托举会增加操作者的疲劳程度，这种高空作业引发安全隐患。

第二，由于隧道支护面粗糙凹凸不平，操作人员经过长时间托举地质雷达天线后，可能会托举不稳定产生晃动使雷达天线脱离与支护面的耦合，无法保证雷达一直贴在支护面上，这样降低了检测的准确率，达不到预期效果。

在这种情况下，如何优化现有技术方法，亟需一套适用于隧道衬砌自动检测系统。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种适用于隧道衬砌自动检测系统及方法。本公开能够保证隧道衬砌检测时雷达天线在支护面上匀速前进，保证雷达天线与支护面的紧密耦合，提高检测的准确性。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种适用于隧道衬砌自动检测系统，包括分段式预埋导轨单元和雷达天线耦合自动扫描装置，其中：

所述分段式预埋导轨单元包括多个分段式导轨和预埋式托架，每个预埋式托架托举一个分段式导轨，预埋式托架的一端预埋在隧道拱顶、拱腰或边墙的待测位置内部，利用预埋式托架的埋设位置的组合，使得分段式预埋导轨线性排列为供雷达天线耦合自动扫描装置移动的轨道；

所述雷达天线耦合自动扫描装置包括地质雷达、弹性件和行走机构，所述行走机构平行于雷达天线的运行方向，行走机构与雷达天线之间布设弹性件，通过行走机构托举雷达天线在所述分段式预埋导轨单元组成的轨道上进行衬砌质量检测。

作为进一步的限定，所述预埋式托架与分段式导轨全部为非金属材质，不会对地质雷达的检测产生干扰。

作为进一步的限定，所述预埋式托架设计尺寸不宜过大，能控制减轻整体重量，降低因自重而造成脱落的可能性；预埋件在检测工作完成后要适时取下且不能对衬砌质量造成影响，因此小直径的预埋式托架更能满足要求。