[实用新型]一种隧道围岩和结构状况的双轨扫描系统

说明书

技术领域

本实用新型属于隧道与地下工程领域，具体涉及一种隧道围岩和结构状况的双轨扫描系统。

背景技术

在隧道与地下工程施工中，及时和全面的掌握实际开挖后的围岩状况，分析实际超欠挖情况和实际揭露地质条件，对评估围岩稳定、优化支护参数、确定材料用量等都有十分重要的作用。对已经施做的隧道初期支护结构，施工中也需要严密监测其受力变形情况，并对出现的裂缝等进行跟踪监测，以防止变形失控而造成结构裂损和坍塌破坏。此外，对运营中的隧道，也需要定期或不定期的对隧道结构进行检查，衬砌裂缝、渗漏水和碳化等病害是重要的检查内容之一。

对于实际开挖后隧道超欠挖情况，目前主要采用人工尺量、隧道断面仪测量等方法，不足之处在于：测量速度慢，并且作业需要在没有支护的裸露围岩下方进行，存在较大安全风险，因而只能检测少数断面的少数测点，不能全面掌握开挖轮廓的超欠挖情况。

对于实际揭露地质条件的观察，目前主要采用人工目测辅以地质罗盘、尺量等方法进行测量和研判，对典型断面可以采用数码相机进行记录，间隔一定间距人工绘制地质素描图。这些方法的不足之处在于工作量大、作业危险，获取的信息有限，且信息化水平低，不利于信息存储与共享。

对于初期支护和二次衬砌状况的观察，以及对裂缝和渗水情况的跟踪测量，主要采用人工目测方法进行。由于隧道断面大，洞内照明不良，实际辨识难度大，因而难以全面、高频度的进行观察，由此导致不能及时发现裂缝和渗水情况，延误了处治时机。

为了全面掌握隧道围岩和结构状况，目前国内外有采用高性能摄像系统进行三维扫描的报道。这类设备通过车载或在隧道架设仪器的方法对开挖轮廓或隧道结构表面进行固定投影扫描，由于距离开挖轮廓面和隧道结构表面距离远，因此对仪器设备的定位和扫描性能要求极高，设备十分昂贵，对工作环境的温湿度和能见度要求很高。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的围岩测量存在的上述缺陷，提供一种经济、快捷、可靠、环境适应性强的隧道围岩和结构状况全息扫描组件，使扫描组件可以近贴围岩或结构表面，进行全面、快速扫描，掌握实际开挖的围岩状况和支护衬砌结构的状况。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种隧道围岩和结构状况的双轨扫描系统，包括设置在隧道初期支护4上的纵向滑轨3和环向滑轨2，所述纵向滑轨3沿隧道的纵向铺设，所述环向滑轨2沿隧道的横向内壁呈弧形铺设，其中一组滑轨固定设置在隧道的初期支护4上，另一组滑轨滑动装配在固定的滑轨上，在该组滑动装配的滑轨上滑动设置扫描组件1。

优选的，若干组所述纵向滑轨3平行埋设在隧道初期支护4上，所述环向滑轨2滑动装配在纵向滑轨3上，沿纵向滑轨纵向滑移，所述扫描组件1滑动装配在环向滑轨2上，沿环向滑轨紧贴隧道内壁环向滑移扫描。

进一步的，所述扫描组件1通过一个伸出支架8滑动装配在环向滑轨2上，所述伸出支架8沿纵向滑轨3布置，将扫描组件1在隧道的纵向开挖方向超出环向滑轨2一个开挖循环(1～5m)设置。

进一步的，所述环向滑轨2由沿隧道的中轴面对称设置的两组弧形滑轨拼接而成，所述纵向滑轨3在隧道的中轴面两侧对称设有至少两组纵向滑轨，分别用于两组弧形滑轨的滑动装配，两组弧形滑轨上均滑动装配有一组扫描组件1。

在本实用新型中，所述扫描组件1包括摄像设备、测距设备和测温设备中的至少一种。

本实用新型在在隧道初期支护两侧各埋设纵向滑轨，在纵向滑轨上安装环向滑轨，在环向滑轨上搭载若干种扫描设备，通过环向滑轨及其搭载的扫描设备在纵向滑轨上沿隧道纵向前后移动，以及扫描组件在环向滑轨上环向移动，实现对隧道围岩和结构表面的全面扫描。扫描设备由摄像、测距和测温设备组成，可获得对隧道围岩和结构表面整体的影像、几何尺寸和温度信息。

由上所述，本实用新型通过设置纵向滑轨和环向滑轨，使扫描设备能够实现纵向和环向移动，全面覆盖隧道围岩和结构表面，简单的轨道系统为扫描设备提供了快捷、稳定和低成本的定位平台，由于扫描组件距离被扫描的围岩和结构表面很近，对扫描组件的分辨率和精度的要求都很低，可以大大降低扫描的仪器设备成本。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的一种隧道围岩和结构状况的双轨扫描系统结构示意图。

图2为实施例中的双轨扫描系统扫描隧道初期支护时的示意图。

图3为实施例中的双轨扫描系统扫描围岩时的示意图。