[发明专利]一种具有自适应贴合装置的公路隧道地质检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种具有自适应贴合装置的公路隧道地质检测系统及方法，本发明通过升降台车和旋转电机相配合，使天线卡盒中雷达天线能够平稳的沿凹凸不平的隧道表面前行，通过天线卡盒中第一弹簧的伸缩特性，使其不因隧道表面的凹凸不平或行进车与隧道表面距离的变化而发生变化。本发明解决了人力测量的隧道表面高度太大时，难以触及的问题；可持续工作，续航能力强；工作人员无需高空作业，保证了工作人员的安全。本发明方案合理，结构简单，使用设备常规，具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于隧道施工领域，具体涉及一种具有自适应贴合装置的公路隧道地质检测系统及方法。

背景技术

隧道施工属于隐蔽性工程，设计施工中的不可预见性较其他工程大，地质雷达是一种用于确定地下介质分布的电磁波法。其方法原理类似反射地震勘探技术，是一种高分辨率探测方法。目前该技术被广泛应用于各种隧道的壁后注浆情况和确定钢拱架数量的试验检测，通过探测注浆体在隧道径向和长度方向上的分布形态以及注浆体和隧道管片间的空隙(即注浆体的厚度及缺陷)，从而快速掌握注浆液在管片及土体间的填充情况和施工质量，同时还能根据反射波确定钢拱架数量，为后续施工中的隧道的沉降控制、二次注浆、补偿注浆及施工质量提供重要依据。

地质雷达检测设备主要包括雷达主机、连接电缆及雷达天线。目前通过地质雷达进行检测时基本使用两种方法：(I)：人力测量，即工作人员在行进的铲车或有轨电车上通过人力托举天线来完成数据采集工作；(II)：刚性测量，即将雷达天线通过支架固定在车架上贴着隧道表面进行移动。

实践表明：

方法(I)有如下缺点：

①根据雷达的工作原理，需要天线紧紧贴合在隧道表面，但公路隧道里程较长，人力托举天线测量易于疲劳。②公路隧道设计标高一般为十米左右，人员长期高空作业，不安全。③当长时间工作时，人力测量会时不时地出现天线和管片表面间脱离的情况，使得数据采集被迫中断或暂停，严重影响到管片壁后注浆质量检测的数据质量。④公路隧道施工时，表面会有钢筋骨架存在，人力测量时极易剐蹭到钢筋骨架造成人员伤亡。

方法(II)有如下缺点：由于隧道面凹凸不平，传统的在测量车上支撑雷达天线的支架没有采用自适应贴合装置，因此极易在隧道表面凸起位置发生卡死不动的现象。又由于测量车在测量过程中与隧道表面的距离极易发生变化，也可能导致雷达天线在隧道表面上发生卡死或接触不紧密的现象。

中国专利CN108258383A公开了一种盾构隧道用探地雷达天线的自适应调位装置，包括用于放置屏蔽天线的卡盒、设置于卡盒下方的支撑底板、以及垂直穿过支撑底板且顶端与卡盒的下底面固连的支撑杆。上述装置在自适应贴合方面有一定实用性，但并没有解决需要人工托举雷达天线以及高空作业危险性、长时间人力易疲劳等问题。另外公路隧道和盾构隧道相比，隧道表面粗糙、凹凸不平，上述装置不适用于公路隧道。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有自适应贴合装置的公路隧道地质检测系统及方法，利用天线卡盒固定雷达天线，并利用连接板上的弧形壳体使其遇到障碍物时，障碍物能够沿着弧形壳体平稳滑动，进而使行进车平稳的沿凹凸不平的隧道表面前行，另外通过弹簧的伸缩特性，使其不因隧道表面的凹凸不平或行进车与隧道表面距离的变化而发生变化。

为了达到上述目的，一种具有自适应贴合装置的公路隧道地质检测系统，

包括升降台车，升降台车上固定有旋转电机，旋转电机通过连杆连接自适应贴合装置；

自适应贴合装置包括第一支撑底板，连杆连接第一支撑底板，第一支撑底板上设置有若干第一弹簧，第一弹簧端部连接天线卡盒，旋转电机带动天线卡盒做以旋转电机为中心，连杆为半径的弧形运动，天线卡盒内用于固定不同尺寸和频率的雷达天线。

升降台车包括行进车，行进车上设置有升降桁架，升降桁架顶部设置有安装支架，旋转电机固定在行安装支架上。