一种隧道信息化施工方法与流程

1.本发明涉及隧道施工技术领域，更具体地说，它涉及一种隧道信息化施工方法。


背景技术：

2.隧道衬砌是指支持和维护隧道的长期稳定和耐久性的永久结构物。其作用是：支持和维护隧道的稳定；保持列车运行所需需的空间；防止围岩的风化；解除地下水的影响等。因此，隧道衬砌必须有足够强度、耐久性和一定的抗冻、抗渗和抗侵蚀性。
3.如图1所示是现有技术中的隧道衬砌混凝土浇筑的施工示意图，由模板支架101支撑多块隧道衬砌模板102形成拱形结构，在隧道衬砌模板102与隧道内壁之间形成间隙，如图2所示，在隧道衬砌模板102上设置若干的工作窗口103，由工作窗口103注入混凝土；隧道衬砌混凝土浇筑的厚度较大，容易在浇筑的混凝土中产生空腔，较大的空腔会影响衬砌混凝土层的结构强度。


技术实现要素：

4.本发明提供一种隧道信息化施工方法，解决衬砌混凝土浇筑中出现较大的空腔技术问题。
5.根据本发明的一个方面，提供了一种隧道信息化施工方法，包括以下步骤：
6.s1，在隧道衬砌模板的外侧设置多个施工监控单元；
7.施工监控单元用于检测隧道衬砌模板与隧道内壁之间填充的混凝土中存在的空腔，其包括与隧道衬砌模板连接的柱状支撑体，在柱状支撑体上分布若干个距离检测单元；距离检测单元在柱状支撑体部分或全部位于混凝土的空腔内时距离检测单元能够测量柱状支撑体与混凝土的空腔的内壁之间的距离；两个对称设置于柱状支撑体两侧的距离检测单元分别测量柱状支撑体与混凝土的空腔的内壁之间的距离，混凝土空腔的宽度为这两个距离检测单元测量的柱状支撑体与混凝土的空腔的内壁之间的距离之和；
8.两个对称设置于柱状支撑体两侧的距离检测单元为一组，每组距离检测单元能够检测一个平面上的一个方向上对应的混凝土空腔的宽度；
9.在同一平面上的多组距离检测单元为一个等高集合，柱状支撑体沿其长边方向设置有多个等高集合的距离检测单元；
10.s2，向隧道衬砌模板与隧道内壁之间填充混凝土；
11.s3，填充完毕后通过施工监控单元采集混凝土中的空腔的信息，基于混凝土中的空腔的信息判断混凝土中是否存在影响混凝土结构的空腔；
12.作为一种基于混凝土中的空腔的信息判断混凝土中是否存在影响混凝土结构的空腔的方法，预设以下两个条件：第一条件是一组以上的距离检测单元所检测的混凝土空腔的宽度超过第一宽度阈值；
13.第二条件是一个以上的施工监控单元上存在n个相邻的等高集合中均存在一组以上距离检测单元测量的混凝土空腔的宽度超过第一宽度阈值；
14.判断是否满足第一条件和/或第二条件，满足第一条件和/或第二条件则说明存在影响混凝土结构的空腔；
15.如果第一条件和第二条件均不满足则说明不存在影响混凝土结构的空腔；
16.s4，如果存在影响混凝土结构的空腔，则对空腔位置进行定位；
17.对空腔位置进行定位的方法包括：
18.确定检测的混凝土空腔的宽度超过第一宽度阈值的一组以上的距离检测单元所属的施工监控单元，并定位该施工监控单元在隧道衬砌模板的安装位置作为空腔位置。
19.确定存在n个相邻的等高集合中均存在一组以上距离检测单元测量的混凝土空腔的宽度超过第二宽度阈值的施工监控单元在隧道衬砌模板的安装位置作为空腔位置
20.s5，通过隧道衬砌模板上靠近空腔位置的工作窗口加注混凝土，消除影响混凝土结构的空腔。
21.进一步的，在步骤s5之后迭代执行步骤s3
‑
s5直至不存在影响混凝土结构的空腔。
22.进一步的，所述施工监控单元的柱状支撑体连接一个底座，在隧道衬砌模板上设置与底座螺纹配合的孔，底座与隧道衬砌模板可拆卸的连接。
23.在步骤s5之后拆卸施工监控单元。
24.本发明的有益效果在于：
25.本发明能够在隧道衬砌混凝土浇筑施工的过程中检测混凝土内部是否存在空腔以及空腔是否影响衬砌混凝土层的结构强度，能够及时的补充加注混凝土弥补缺陷，保证隧道衬砌混凝土浇筑施工的质量。
附图说明
26.图1是现有技术中的隧道衬砌混凝土浇筑的施工示意图；
27.图2是现有技术中的多个隧道衬砌模板的结构示意图；
28.图3是本发明实施例的隧道信息化施工方法的流程图；
29.图4是本发明实施例的施工之前的施工监控单元的布置示意图；
30.图5是本发明实施例的施工之后的施工监控单元在混凝土中的示意图；
31.图6是图5的a处放大图；
32.图7是本发明实施例的采用距离检测单元的施工监控单元的结构示意图；
33.图8是本发明实施例的采用通电柱的施工监控单元的结构示意图。
34.图中：模板支架101，隧道衬砌模板102，工作窗口103，施工监控单元200，柱状支撑体201，距离检测单元202，通电柱203，正端子204，副端子205。
具体实施方式
35.现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。
36.如图3所示，一种隧道信息化施工方法，包括以下步骤：
37.s1，在隧道衬砌模板102的外侧设置多个施工监控单元200；
38.施工监控单元200用于检测隧道衬砌模板102与隧道内壁之间填充的混凝土中存在的空腔；
39.如图4
‑
图7所示，在本发明的实施例中提供一种具体的施工监控单元200，其包括与隧道衬砌模板102连接的柱状支撑体201，在柱状支撑体201上分布若干个距离检测单元202，在柱状支撑体201部分或全部位于混凝土的空腔内时距离检测单元202能够测量柱状支撑体201与混凝土的空腔的内壁之间的距离；
40.两个对称设置于柱状支撑体201两侧的距离检测单元202为一组，每组距离检测单元202能够检测一个平面上的一个方向上对应的混凝土空腔的宽度，如图6所示，一组的两个距离检测单元202分别测量柱状支撑体201与混凝土的空腔的内壁之间的距离q、z，混凝土空腔的宽度d＝q+z；
41.在同一平面上的多组距离检测单元202为一个等高集合，柱状支撑体201沿其长边方向设置有多个等高集合的距离检测单元202；
42.对于上述实施例中的距离检测单元202采用红外测距传感器或激光测距传感器；
43.如图8所示，在本发明的实施例中提供另一种具体的施工监控单元200，其包括与隧道衬砌模板102连接的柱状支撑体201，在柱状支撑体201上分布多对与柱状支撑体201垂直设置的通电柱203，每对通电柱203中的两个通电柱203对称设置于柱状支撑体201的两侧，每对通电柱203中的两个通电柱203远离柱状支撑体201的一端分别设有正端子204和副端子205，在正端子204与副端子205导通时形成电流回路。
44.通电柱203设置为预定的长度，在通电柱203上的正端子204和副端子205如果均接触混凝土，则通过混凝土导通形成电流回路，如果任意一端位于空腔内未接触混凝土则无法形成电流回路；
45.通电柱203和柱状支撑体201的材料均为绝缘材料，正端子204和副端子205的材料采用导电材料。柱状支撑体201和通电柱203的中心设有用于导线通过的孔，导线连接正端子204和副端子205。
46.同样的，在同一平面上的多组通电柱203为一个等高集合，柱状支撑体201沿其长边方向设置有多个等高集合的通电柱203；
47.s2，向隧道衬砌模板102与隧道内壁之间填充混凝土；
48.s3，填充完毕后通过施工监控单元200采集混凝土中的空腔的信息，基于混凝土中的空腔的信息判断混凝土中是否存在影响混凝土结构的空腔；
49.作为一种基于混凝土中的空腔的信息判断混凝土中是否存在影响混凝土结构的空腔的方法，预设以下两个条件：第一条件是一组以上的距离检测单元202所检测的混凝土空腔的宽度超过第一宽度阈值；
50.第二条件是一个以上的施工监控单元200上存在n个相邻的等高集合中均存在一组以上距离检测单元202测量的混凝土空腔的宽度超过第二宽度阈值，其中n≥3；
51.第二宽度阈值小于第一宽度阈值，虽然此时未检测到空腔的宽度超标，但是沿柱状支撑体201纵向上存在多个距离检测单元202检测到超过第二宽度阈值的空腔，说明存在纵向上分布的影响混凝土结构的空腔；
52.判断是否满足第一条件和/或第二条件，满足第一条件和/或第二条件则说明存在
影响混凝土结构的空腔；
53.如果第一条件和第二条件均不满足则说明不存在影响混凝土结构的空腔；
54.作为另一种基于混凝土中的空腔的信息判断混凝土中是否存在影响混凝土结构的空腔的方法，预设以下两个条件：第三条件是一对以上的通电柱203的正端子204和副端子205未连通形成回路；
55.第四条件是一个施工监控单元200上存在n个相邻的等高集合中均存在一对以上的通电柱203的正端子204和副端子205未连通形成回路；
56.判断是否满足第三条件和/或第四条件，满足第三条件和/或第四条件则说明存在影响混凝土结构的空腔；
57.如果第三条件和第四条件均不满足则说明不存在影响混凝土结构的空腔；
58.s4，如果存在影响混凝土结构的空腔，则对空腔位置进行定位；
59.作为一种对空腔位置进行定位的方法，包括：
60.确定检测的混凝土空腔的宽度超过第一宽度阈值的一组以上的距离检测单元202所属的施工监控单元200，并定位该施工监控单元200在隧道衬砌模板102的安装位置作为空腔位置；
61.确定存在n个相邻的等高集合中均存在一组以上距离检测单元202测量的混凝土空腔的宽度超过第一宽度阈值的施工监控单元200在隧道衬砌模板102的安装位置作为空腔位置；
62.作为另一种对空腔位置进行定位的方法，包括：
63.确定未连通形成回路的通电柱203所属的施工监控单元200，并定位该施工监控单元200在隧道衬砌模板102的安装位置作为空腔位置；
64.确定存在n个相邻的等高集合中均存在一对以上的通电柱203的正端子204和副端子205未连通形成回路的施工监控单元200在隧道衬砌模板102的安装位置作为空腔位置；
65.s5，通过隧道衬砌模板102上靠近空腔位置的工作窗口103加注混凝土，消除影响混凝土结构的空腔。
66.在步骤s5之后可以迭代执行步骤s3
‑
s5直至不存在影响混凝土结构的空腔。
67.通过上述的方法，能够在隧道衬砌混凝土浇筑时实时的检测混凝土内部的空腔，能够及时的消除影响混凝土结构的空腔，保证隧道衬砌混凝土浇筑施工的质量。
68.对于采用距离检测单元202的施工监控单元200由于需要应用大量的传感器器件，因此其成本较高，但是其检测的精确度较高，而且测量距离的方式不会出现微小空腔干扰的问题，作为这一种方式将施工监控单元200设置为与隧道衬砌模板102可拆卸式连接的结构，具体的可以是将施工监控单元200的柱状支撑体201连接一个底座，在隧道衬砌模板102上设置与底座螺纹配合的孔，通过螺纹的方式安装，浇注完毕后通过螺纹拆卸拔出施工监控单元200，之后通过盖板封闭隧道衬砌模板102的孔即可；
69.对于采用通电柱的施工监控单元200来说由于结构简单，成本较低，可以采用胶粘等临时固定的方式连接隧道衬砌模板102，在隧道衬砌模板102上预留引线孔即可，在混凝土凝固后切断引线将其留置在混凝土内，其还能够在混凝土中起到增强骨架的作用。
70.上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术
人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。