[发明专利]一种灌注拱顶密实度实时检测方法

说明书

本发明提供了一种灌注拱顶密实度实时检测方法，其具体步骤如下：将声波测试装置安装在拱顶模板的下方；建立离线的声波波形数据库；发射单元向拱顶模板发射声波信号，接收单元进行接收；上位机实时将接收机传输回的检测波形数据与声波波形数据库内的数据进行比对，并匹配出数据库中与当前密实度回波重合度最高的波形；上位机对波形数据的匹配程度做出测量密实度程度判定。本发明可有效满足混凝土浇注及凝固全过程的拱顶密实度监控，切实保证了二次衬砌的质量；并采用非接触式的拱顶检测方式、随车安装、无需在施工前进行铺装检测片等任何操作，提供最简便可靠地测试方法。

技术领域

本发明涉及隧道施工设备技术领域，尤其涉及的是一种用于二次衬砌台车的混凝土灌注状态实时检测的模块化检测方法。

背景技术

在隧道二次衬砌的施工过程中，由于拱顶的位置特殊，施工中可能会因灌筑的预留、封堵孔设置不合理，泵送混凝土坍落度大，泵送混凝土压力控制不好，混凝土收缩，支护不平整等原因不可避免地会造成二衬拱顶与混凝土初砌支护面不密贴，拱部混凝土封顶易产生脱空、空洞等现象。由于二次衬砌缺陷，致使衬砌受力不均匀，恶化了衬砌受力条件，改变了衬砌设计受力状态，衬砌实际受力可能超过设计应力范围，在外部荷载作用下，加上其它不利因素影响，隧道衬砌发生破坏的机率就会增大，存在巨大安全风险，需要后期返工维修。

目前，由于二衬混凝土的灌筑过程不可见，二衬混凝土的灌筑饱满程度不可定量测量，所以二衬混凝土灌注过程成为一种“黑箱操作”，为了检验拱顶灌筑的实时密实度情况，除了通过人工观察注浆口浆液溢出判定的常规操作方法，常用的方式还有通过在初衬防水板上安装电极片或者其他一些通过混凝土挤压等方式产生信号变化的判定方法。类似的方法所用到的检测单元将被混凝土掩埋，所以需要在每一次衬砌施工作业前重新装配好相关的检测单元(如电极片)，给操作施工带来了不便。

发明内容

本发明目的在于针对上述问题，提供一种适用于在二次衬砌台车上对设计或升级状态具有监测功能、以此提升台车自动化控制程度的一种灌注拱顶密实度实时检测方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种灌注拱顶密实度实时检测方法，其具体步骤如下：

A、将声波测试装置安装在拱顶模板的下方；

B、通过实测的方法在上位机上建立离线的声波波形数据库；

C、施工过程中，声波测试装置的发射单元向拱顶模板实时发射声波信号，并通过声波测试装置的接收单元进行实时接收；

D、上位机实时将接收机传输回的检测波形数据与声波波形数据库内的数据进行比对，并匹配出数据库中与当前密实度回波重合度最高的波形；

E、上位机对波形数据的匹配程度做出测量密实度程度判定。

优选的，所述步骤B中的实测的方法具体方法如下：通过建立多种确定的密室度填充条件，如10％、20％、30％的填充度，然后测量其波形数据，从而获得各个填充密实度情况下的波形数据，汇总为数据库，以进行实测。

作为本发明的进一步方案：所述声波测试装置包括发射装置和接收装置，所述发射装置和接收装置分别平行安装于拱顶模板上；

优选的，所述发射装置包括发射机和发射换能器，所述接收装置包括接收机和接收换能器；

优选的，所述发射机采用声源讯号发射器，通过声波在拱顶模板中以弹性波形式传播；

优选的，所述发射换能器采用压电材料制作而成。

作为本发明的进一步方案：所述声波波形数据库包括衬砌台车在混凝土浇注过程、凝固过程、凝固后脱模前等多组状态下，不同的灌注密实度状态对应的声波回波数据。

作为本发明的进一步方案；为了保证能够对整个拱顶区域的密实度进行有效的检测，所述拱顶上设有多组声波检测装置；