[发明专利]一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系

说明书

技术领域

本发明涉及隧道衬砌台车设备技术领域，具体地说是一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系。

背景技术

隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物。因其所处位置和建造结构的特殊性，施工过程相对来说比较困难复杂，对于施工安全效率要求比较高。在隧道拱顶混凝土浇注过程中，浇注是否完成通常通过设置导流管，混凝土灌注满后会从另一侧导流管溢出，表明作业完成。但混凝土若碰上低温天气，凝固时间缩短，凝固成固体不易从导流管中溢出，此时则容易发生空洞，过重的混凝土则会造成模板坍塌等施工事故。现有的隧道衬砌台车都未有效实现对浇注过程中各项状态、参数的实时监控及定量浇注的系统性设计，严重影响浇注作业效率。

在衬砌台车行进至下一工作位置时，若未到达指定位置就抬升台车则会造成模板与二衬的碰撞，从而损坏二衬，而现有的台车并未采取预防此类事故发生的有效措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，克服了现有技术中的不足，避免了隧道衬砌台车与二衬的碰撞，增设了混凝土浇注过程中的实时监控体系，提高了设备的安全性和作业的可控性。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该隧道衬砌台车混凝土浇注信息化监控体系，包括门形主钢架、限位传感器、弹簧片、微动开关、摄像机、激光扫描仪、操作台、平板电脑、端头模板和模板单元；多个模板单元依次连接并形成拱形结构，其特征在于：多个模板单元和端头模板的内侧形成浇筑区域，在多个模板单元所形成拱形结构内侧的周向和轴向上均匀设置多个安装孔，安装孔内设有弹簧片和微动开关，所述弹簧片设置于所述微动开关的下侧，所述端头模板上配置有观察窗，所述摄像机配置于所述观察窗的外侧，从而实现对浇注区域的监测，所述限位传感器设置于模板拱顶的端部边缘；所述门形主钢架上设有支撑件，所述激光扫描仪配置在所述支撑件上，从而实现对衬砌面的扫描，经平板电脑的计算而得出每一模混凝土砂浆的浇注量，实现定量浇注；所述限位传感器和所述微动开关均与操作台电路连接，所述操作台上具有控制隧道衬砌台车进行作业的控制开关，所述操作台与所述平板电脑通过应用软件实现信息交互，所述平板电脑具有显示混凝土砂浆浇注的液位、进度条、压力、温度、湿度、目标浇注量、实际浇注量和现场浇注视频等实时状态和参数的应用软件，所述平板电脑将隧道衬砌台车每次作业的各项信息通过因特网上传至铁总监管中心进行储存，方便随时调用。弹簧片的设置是为了在混凝土砂浆浇筑过程中，当混凝土砂浆液面上升至弹簧片位置处时触动弹簧片，从而使弹簧片触动微动开关，进而将信号传递给操作台和平板电脑，作业人员即可从平板电脑获取浇注过程实时的混凝土砂浆液面高度信息，微动开关可选择弱电感应开关或贴片传感器，只要配合弹簧片实现将混凝土砂浆液面高度信息进行反馈即可，而弹簧片和微动开关设置为多个则保证了所反馈信息的准确性和有效性，从而使作业人员能够从平板电脑获取准确的浇注进度信息。限位传感器的设置则可避免隧道衬砌台车在未行至预定工位时的抬升而导致的压坏二衬的情况。摄像机及观察窗的设置，则方便作业人员通过平板电脑显示的视频随时观察浇注区域内的实际浇注作业情况。激光扫描仪设置在隧道衬砌台车行进方向的前端，在每一模浇注前，激光扫描仪可随着台车的行进对隧道的衬砌面进行扫描，再由平板电脑结合模板截面的形状计算出目标浇注量，从而实现定量浇注。操作台和平板电脑均安装专用的应用软件来实现信息交互，方便实现对隧道衬砌台车作业的控制和各类信息反馈、上传、储存及调用。

本发明还包括振捣单元，所述振捣单元在所述拱形结构外侧或内侧的周向和轴向上均匀分布，所述振捣单元与所述操作台电路连接。

本发明所述的振捣单元采用附着式外部振捣器、内部振捣器或浮球式振捣器。振捣器的设置，可在浇注作业中实现模板单元单位面积上对混凝土的有效振捣，保证了混凝土的密实性。

本发明所述模板的浇筑区域设置多个压力传感器，多个压力传感器在所述拱形结构内侧的拱顶位置上均匀分布，所述压力传感器与所述操作台电路连接。压力传感器可监测浇注过程中拱顶位置处的实时压力，并将压力数据反馈至平板电脑。

本发明所述模板的浇注区域设置多个温湿度传感器，多个温湿度传感器在所述拱形结构内侧的肩部位置上均匀分布，所述温湿度传感器与所述操作台电路连接。温湿度传感器的设置方便获取浇注过程中的混凝土砂浆的实时温度和湿度数据。