[發(fā)明專利]車架隨行式盾構(gòu)隧道壁后注漿檢測裝備

有效

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• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107120120B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝雄耀;周彪;周云祥;覃暉;陳逸凡
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發(fā)明涉及一種車架隨行式盾構(gòu)隧道壁后注漿檢測裝備，含車架隨行式自動傳送裝置、空氣耦合探地雷達及壁后注漿體智能化處理分析軟件。裝備通過軟硬件集成，在盾構(gòu)施工過程中實現(xiàn)了對壁后注漿層的實時可視化檢測。車架隨行式自動傳送裝置主要包括軌道、同步帶、傳動機構(gòu)、伺服分機和驅(qū)動、減速器；通過搭載新型空氣耦合雷達檢測裝置并安裝在盾構(gòu)首節(jié)車架上，隨著盾構(gòu)推進對盾構(gòu)注漿體進行環(huán)向檢測及注漿體分層可視化展示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于盾構(gòu)隧道施工期壁后注漿及空洞檢測領(lǐng)域，具體涉及一種車架隨行式盾構(gòu)隧道壁后注漿檢測裝備。

背景技術(shù)

近年來，隨著國家加強對基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施的投入，我國交通建設(shè)失業(yè)取得了迅猛的發(fā)展，公路隧道特別是長大隧道的建設(shè)與研究也都取得了飛速的發(fā)展，目前我國已經(jīng)成為世界上隧道工程數(shù)量最多、最復雜、發(fā)展最快的國家。基于盾構(gòu)施工中“保頭護尾勤注漿”的原則，通過研發(fā)雷達檢測設(shè)備實現(xiàn)對盾構(gòu)壁后注漿厚度檢測。控制周邊變形，對確保施工及周邊環(huán)境安全具有重要意義。目前盾構(gòu)隧道同步注漿是控制地層變形及保護現(xiàn)有隧道、橋梁及周邊環(huán)境的重要措施，然而注漿形態(tài)不易控制，盾尾建筑空隙估算和注漿參數(shù)設(shè)定并無經(jīng)驗可循。同時在曲線穿越過程中，隧道施工本身質(zhì)量控制難度大，容易引起糾偏空隙。如果控制不當，在施工階段將導致地表沉降，既有隧道和橋梁產(chǎn)生過大變形。在運營階段，其將引發(fā)隧道滲水漏泥或結(jié)構(gòu)局部破壞，或內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如地鐵軌道）發(fā)生縱向扭曲變形，影響隧道的正常運營，對隧道結(jié)構(gòu)安全、地鐵列車運營的安全性及舒適性都有一定潛在的威脅。進而又影響到周圍及地表各類構(gòu)筑物的運營，造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至引起嚴重的社會不良影響。傳統(tǒng)上，同步注漿量一般由人工憑經(jīng)驗決定，注漿體在管片后部形態(tài)及充填程度無法有效確定，從而無法實時、有效的指導注漿作業(yè)。因而需就漿液力學和擴散特性，注漿實際注入量預測和檢測，以及實際注漿效果實時檢測等方面進行專項研究。

目前國內(nèi)對盾構(gòu)壁后注漿質(zhì)量檢測主要是在隧道建設(shè)完成后進行人工的現(xiàn)場測量和記錄。再于室內(nèi)進行后續(xù)處理。這時往往地表沉降已經(jīng)發(fā)生了很久，注漿缺陷造成的病害已經(jīng)產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟損失，此時進行檢測意義相對較小。另外人工檢測易受現(xiàn)場條件制約，檢測穩(wěn)定性較差。亟待開發(fā)實時化自動檢測壁后注漿裝備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種車架隨行式盾構(gòu)隧道壁后注漿檢測裝備。

本發(fā)明提出的車架隨行式盾構(gòu)隧道壁后注漿檢測裝置，包括探地雷達1、伺服控制器2、驅(qū)動電機及減速器3、傳動機構(gòu)4、雷達采集箱5、支架6、拼裝式軌道7、帶輪9和傳送帶10，所述拼裝式軌道7為拱形結(jié)構(gòu)，探地雷達1通過支架6搭載于拼裝式軌道7上方，所述探地雷達1通過支架6能沿著拼裝式軌道勻速移動及等間隔時間停頓式檢測；拼裝式軌道7一側(cè)上固定有傳動機構(gòu)4和驅(qū)動電機及減速器3，所述傳動機構(gòu)4連接驅(qū)動電機及減速器3，伺服控制器2固定于拼裝式軌道7的側(cè)面，伺服控制器2連接驅(qū)動電機及減速器，拼裝式軌道7下方固定有若干個帶輪9，傳送帶10一端連接支架6，另一端繞過拼裝式軌道7一側(cè)上方，穿過傳動機構(gòu)4，依次穿過若干個帶輪9，傳送帶10到達拼裝式軌道7另一側(cè)底部后，繞過拼裝式軌道7另一側(cè)上方，連接支架6，這樣傳送帶就構(gòu)成了一個閉合的回路，雷達采集箱5固定在支架6上，雷達采集箱5與探地雷達1通過同軸電纜連接；所述拼裝式軌道7下方設(shè)置有若干盾構(gòu)機裝配接口8；車架隨行式盾構(gòu)隧道壁后注漿檢測裝置通過盾構(gòu)機裝配接口8搭載在盾構(gòu)機車架上；在伺服控制器2的控制下，通過驅(qū)動電機及減速器3驅(qū)動，帶動傳動機構(gòu)，傳動機構(gòu)帶動傳送帶10及帶輪9，傳送帶10通過帶動支架6，從而帶動探地雷達1沿圓周進行運動。

本發(fā)明中，搭載雷達天線檢測頻率在300-900MHz之間，以提高壁后注漿體的檢測效果。

本發(fā)明中，根據(jù)盾構(gòu)機前方凈空及操作要求，所述探地雷達1的運動范圍可滿足15°-360°的檢測需求，運動模式包括勻速及等時間差停頓，盾構(gòu)每推進一環(huán)，探地雷達1沿環(huán)向進行盾構(gòu)注漿體檢測。

本發(fā)明中，所述雷達采集箱5通過網(wǎng)線連接操作室電腦，所述操作室電腦上設(shè)有可視化雷達圖像解析軟件解析實現(xiàn)注漿體分層可視化展示。