[发明专利]车架随行式盾构隧道壁后注浆检测装备

说明书

本发明涉及一种车架随行式盾构隧道壁后注浆检测装备，含车架随行式自动传送装置、空气耦合探地雷达及壁后注浆体智能化处理分析软件。装备通过软硬件集成，在盾构施工过程中实现了对壁后注浆层的实时可视化检测。车架随行式自动传送装置主要包括轨道、同步带、传动机构、伺服分机和驱动、减速器；通过搭载新型空气耦合雷达检测装置并安装在盾构首节车架上，随着盾构推进对盾构注浆体进行环向检测及注浆体分层可视化展示。

技术领域

本发明属于盾构隧道施工期壁后注浆及空洞检测领域，具体涉及一种车架随行式盾构隧道壁后注浆检测装备。

背景技术

近年来，随着国家加强对基础建设设施的投入，我国交通建设失业取得了迅猛的发展，公路隧道特别是长大隧道的建设与研究也都取得了飞速的发展，目前我国已经成为世界上隧道工程数量最多、最复杂、发展最快的国家。基于盾构施工中“保头护尾勤注浆”的原则，通过研发雷达检测设备实现对盾构壁后注浆厚度检测。控制周边变形，对确保施工及周边环境安全具有重要意义。目前盾构隧道同步注浆是控制地层变形及保护现有隧道、桥梁及周边环境的重要措施，然而注浆形态不易控制，盾尾建筑空隙估算和注浆参数设定并无经验可循。同时在曲线穿越过程中，隧道施工本身质量控制难度大，容易引起纠偏空隙。如果控制不当，在施工阶段将导致地表沉降，既有隧道和桥梁产生过大变形。在运营阶段，其将引发隧道渗水漏泥或结构局部破坏，或内部结构（如地铁轨道）发生纵向扭曲变形，影响隧道的正常运营，对隧道结构安全、地铁列车运营的安全性及舒适性都有一定潜在的威胁。进而又影响到周围及地表各类构筑物的运营，造成巨大的经济损失，甚至引起严重的社会不良影响。传统上，同步注浆量一般由人工凭经验决定，注浆体在管片后部形态及充填程度无法有效确定，从而无法实时、有效的指导注浆作业。因而需就浆液力学和扩散特性，注浆实际注入量预测和检测，以及实际注浆效果实时检测等方面进行专项研究。

目前国内对盾构壁后注浆质量检测主要是在隧道建设完成后进行人工的现场测量和记录。再于室内进行后续处理。这时往往地表沉降已经发生了很久，注浆缺陷造成的病害已经产生了重大的经济损失，此时进行检测意义相对较小。另外人工检测易受现场条件制约，检测稳定性较差。亟待开发实时化自动检测壁后注浆装备。

发明内容

本发明的目的在于提出一种车架随行式盾构隧道壁后注浆检测装备。

本发明提出的车架随行式盾构隧道壁后注浆检测装置，包括探地雷达1、伺服控制器2、驱动电机及减速器3、传动机构4、雷达采集箱5、支架6、拼装式轨道7、带轮9和传送带10，所述拼装式轨道7为拱形结构，探地雷达1通过支架6搭载于拼装式轨道7上方，所述探地雷达1通过支架6能沿着拼装式轨道匀速移动及等间隔时间停顿式检测；拼装式轨道7一侧上固定有传动机构4和驱动电机及减速器3，所述传动机构4连接驱动电机及减速器3，伺服控制器2固定于拼装式轨道7的侧面，伺服控制器2连接驱动电机及减速器，拼装式轨道7下方固定有若干个带轮9，传送带10一端连接支架6，另一端绕过拼装式轨道7一侧上方，穿过传动机构4，依次穿过若干个带轮9，传送带10到达拼装式轨道7另一侧底部后，绕过拼装式轨道7另一侧上方，连接支架6，这样传送带就构成了一个闭合的回路，雷达采集箱5固定在支架6上，雷达采集箱5与探地雷达1通过同轴电缆连接；所述拼装式轨道7下方设置有若干盾构机装配接口8；车架随行式盾构隧道壁后注浆检测装置通过盾构机装配接口8搭载在盾构机车架上；在伺服控制器2的控制下，通过驱动电机及减速器3驱动，带动传动机构，传动机构带动传送带10及带轮9，传送带10通过带动支架6，从而带动探地雷达1沿圆周进行运动。

本发明中，搭载雷达天线检测频率在300-900MHz之间，以提高壁后注浆体的检测效果。

本发明中，根据盾构机前方净空及操作要求，所述探地雷达1的运动范围可满足15°-360°的检测需求，运动模式包括匀速及等时间差停顿，盾构每推进一环，探地雷达1沿环向进行盾构注浆体检测。

本发明中，所述雷达采集箱5通过网线连接操作室电脑，所述操作室电脑上设有可视化雷达图像解析软件解析实现注浆体分层可视化展示。