[發明專利]一種地鐵盾構隧道管片損傷測試系統及方法

有效

• 申請號: 202010161933.4
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111257353B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 丁智;張霄;曹澤君;陳樂華;王劉祺
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;G01N21/88;G01N21/01;G01N29/26
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及地鐵盾構隧道管片損傷測試系統，包括便攜式主機、電源適配器、綜合控制電纜線、高頻電磁波發射測試設備和超聲波顯微成像測試設備；所述電源適配器通過綜合控制電纜線與便攜式主機相連；所述高頻電磁波發射測試設備包括收發天線和觸發線；所述收發天線通過觸發線與便攜式主機相連；所述收發天線包括弧面天線主設備、滾輪、第二觸發線連接端口和連接支座。本發明的有益效果是：本發明的便攜式主機結合高頻電磁波發射測試系統和超聲波顯微成像測試系統，充分整合設備，方便攜帶，節省了人力物力和財力，并且多系統協同作業的檢測方法節省了大量時間。

技術領域

本發明涉及地鐵隧道結構損傷檢測領域，具體涉及一種檢測地鐵盾構隧道管片內部和外部損傷的無損檢測系統及方法。

背景技術

隨著城市地鐵隧道建設的不斷發展，越來越多的城市已開通了多條城市地鐵線路。但是，在地鐵隧道的運營過程中，由于近距離近接施工、地鐵列車運行振動等影響，隧道管片結構不可避免地會出現裂縫、接縫張開、滲水等病害，如若不及時采取有效措施，嚴重時則會對地鐵的運營安全造成影響。

目前，大多數已運營地鐵隧道病害都主要依靠人工測量和定期巡視，這種傳統的人工檢測耗費人力物力大、工作效率低、可操作性較差、結果可靠性不足，而且許多地鐵隧道管片內部潛在的病害較難被發現，存在一定的局限性。此外，現有的管片損傷探測技術一般需要通過人工手持的方式將探測設備附于隧道管片的表面，對隧道頂部的探測則需要升降臺作業，長時間的操作易造成工人手臂疲勞，效率低且安全性差。而且目前的探測設備常見為方形結構，與隧道的弧形截面不相稱，導致探測設備與檢測面接觸不好，影響檢測效率及檢測數據質量，引起較大的誤差。隧道病害探傷領域缺乏系統化集成化的一體設備，對于要求檢測時間短、精度要求高、操作快捷方便的運營地鐵隧道病害檢測具有更高要求。

總的來說，目前的已運營地鐵盾構隧道管片損傷的綜合無損檢測技術尚缺少，急需研發一種小型化便攜式、穩定性強、效率高、探測精度高、協同操作簡便、綜合性強且不影響地鐵隧道運營的地鐵盾構隧道管片內部和外部損傷的無損檢測系統及方法。

發明內容

為了克服現有地鐵盾構隧道管片檢測方法成本高、操作復雜繁瑣、準確度低、效率低、設備攜帶不便等問題，本發明提供一種地鐵盾構隧道管片損傷測試系統及方法。

這種地鐵盾構隧道管片損傷測試系統，包括便攜式主機、電源適配器、綜合控制電纜線、高頻電磁波發射測試設備和超聲波顯微成像測試設備；所述電源適配器通過綜合控制電纜線與便攜式主機相連；

所述高頻電磁波發射測試設備包括收發天線和觸發線；所述收發天線通過觸發線與便攜式主機相連；所述收發天線包括弧面天線主設備、滾輪、第二觸發線連接端口和連接支座；弧面天線主設備通過連接支座與曲桿鉸接相連固定；所述弧面天線主設備底面為弧形面，滾輪設置于弧面天線主設備的弧形底面上；弧面天線主設備上設有第二觸發線連接端口；

所述超聲波顯微成像測試設備包括換能器、信號線和攝像頭；所述換能器包括發射換能器和接收換能器，發射換能器和接收換能器分別通過信號線連接便攜式主機；所述信號線一端連接便攜式主機的換能器接口，另一端連接換能器的信號線接口；所述攝像頭設有攝像頭連接線和連接線接口，攝像頭通過攝像頭連接線連接便攜式主機上的攝像頭接口；攝像頭底部設有突起構件；所述的換能器和攝像頭均通過連接支座與曲桿連接，所述換能器和攝像頭的底面均設置為弧形面；

所述曲桿分別與收發天線、換能器和攝像頭相連，曲桿通過轉動電機與伸縮桿連接，所述轉動電機中心固定連接激光定位探頭；所述伸縮桿包括內桿和外桿，內外桿通過套接使伸縮桿壓短和拉長；外桿上設有滑套，滑套上設有手柄；所述滑套內表面設有螺旋絲扣，并在內桿外表面設有相匹配的螺旋絲扣；所述外桿上端設置摩擦型握套。

作為優選：所述便攜式主機和高頻電磁波發射測試設備組成高頻電磁波發射測試系統。

作為優選：所述便攜式主機和超聲波顯微成像測試設備組成超聲波顯微成像測試系統。