本发明涉及一种充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置，属于隧道检测装置，以及一种隧道衬砌检测方法。
背景技术：
隧道衬砌病害是营运隧道重大安全隐患，如果不及时查明、整治，可能会引发重大的交通安全事故。目前我国正处于隧道安全事故的多发期，因此，对隧道进行定期检测时十分必要的。由于运营隧道断面净空大，由于运营隧道断面空间较大，建设期间的检测方法完成不了运营隧道的检测任务，必须借助于其他的设备把检测设备延伸到隧道壁，目前常用的检测方式有检测人员手持支撑杆、在移动平台上搭手脚架，或者采用简易的机械臂等方式将检测探头延伸到隧道衬砌表面，无论是采用哪种检测方式，均需要耗费大量的人力，无法保证检测探头和隧道壁之间耦合的一致性，操作困难，在车辆行驶过程中存在很大的安全隐患，每次只能检测一条测线，检测效率较低等问题，而且方式采用材料多为金属杆状物，因此还存在质量大、占据较大空间，不便于作业操作和设备的运输。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出了一种充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置，能够充气变形膨胀，使探头接触或接近隧道衬砌内壁，从而对隧道衬砌进行检测，保证检测结果稳定、准确。能够适用不同断面形状、不同结构形式的既有隧道衬砌检测。
本发明的一个方面，提出了一种充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置，包括：
可充气的支撑主体，所述支撑主体充气后体积形成外形稳定的支撑结构；
设置在所述支撑主体上的若干连接件，以及
固定在各个所述连接件上的探头。
本发明的进一步改进在于，所述支撑主体包括若干个可充气的柔性密闭的结构体，所述的结构体由不透气材料制成，并且所述结构体上设置有充放气口；所述结构体能够充气而膨胀，使探头接触或接近隧道衬砌的内表面。
本发明的进一步改进在于，所述结构体内部设置若干拉带，所述的拉带分段连接在所述结构体内的不同位置，从而控制结构体充气后的外形。
本发明的进一步改进在于，所述结构体内部设置若干格室，所述结构体通过格室的形状、位置和数量来控制充气后的外形。
本发明的进一步改进在于，所述连接件构造成能够通过充入气体而伸长，且释放气体而收缩。
本发明的进一步改进在于，所述连接件为独立的充气结构，各个所述连接件分别连接气源。
本发明的进一步改进在于，所述连接件与所述支撑主体的内部空间相连通，随所述支撑主体充气而充气。
本发明的进一步改进在于，所述连接件连接所述结构体的一端设置进气口，另一端连接所述探头。
本发明的进一步改进在于，部分所述连接件设置在两个相邻的结构体之间，并且连接两个相邻的结构体。
根据本发明的另一个方面，提出了一种隧道衬砌检测方法，包括：
步骤一，设置可充气的支撑主体，在所述支撑主体上安装连接件和探头；
步骤二，向所述支撑主体内充入气体，使所述支撑主体膨胀，从而使所述探头接触或接近隧道衬砌内壁；
步骤三，并启动所述探头对隧道衬砌内壁质量进行检测。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明所述的充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置和方法，通过充气的方法支撑探头，使探头接触所述隧道衬砌内壁。保证了接触式探头的检测结果准确性。并且，多个探头同时检测，提高了工作效率，大大节省了隧道衬砌检测的时间。重量轻、易控制、易携带，避免了脚手架、移动平台等工作量
在本发明所述的充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置中，支撑主体随着气体充入其中而膨胀，使所述支撑主体的外表面接近隧道衬砌。其中，连接件能够支撑探头并在支撑主体接触不到隧道衬砌的地方使探头伸出并接触到隧道衬砌内壁。保证了不同形状、不同路段的隧道衬砌都能通过连接件将探头伸入到隧道衬砌内壁上。这样，探头能够接触隧道衬砌内壁，并检测隧道衬砌的质量。从而提高了检测质量，并且能够满足不同形状的隧道。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置的结构示意图，显示了支撑主体中设置拉带的结构；
图2是根据本发明的一个实施方案的充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置的结构示意图，显示了支撑主体中设置格室的结构；
图3是根据本发明的一个实施方案的连接件结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
在附图中各附图标记的含义如下：1、支撑主体，2、连接件，3、探头，4、底座，11、结构体，12、拉带，13、格室，21、进气口，22、折叠纹。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例所述充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置。根据本发明的充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置，能够检测隧道衬砌质量，并根据隧道形状调整探头到最佳位置，保证检测结果稳定、准确。
如图1所示，本实施例所述的一种充气结构支撑探头的隧道衬砌检测装置，包括支撑主体1，所述支撑主体1为可充气的密封结构。所述支撑主体1能够充入气体形成稳定的支撑结构。所述支撑主体1充气后的形状与所述隧道衬砌相匹配。所述支撑主体1通过底座4安装在车辆或地面上。本实施例所述装置还包括若干连接件2，所述连接件2设置在所述支撑主体1的外表面，用于支撑检测隧道衬砌的探头3。本实施例所述装置还包括若干探头3，每个所述探头3固定在相应的连接件2上。所述探头3能够随支撑主体1膨胀而接触隧道衬砌，从而检测隧道衬砌质量。
在使用根据本实施例所述的装置时，首先将本实施例所述装置放置于隧道内，再向所述支撑主体1内充入气体。所述支撑主体1随着气体充入其中而膨胀，支撑主体1充气后的形状与所述隧道衬砌相匹配，使所述支撑主体1的外表面接近隧道衬砌。由于所述支撑主体1无法保证与隧道衬砌形状完全匹配，不同的隧道或相同隧道不同路段的形状也不相同，这样容易造成支撑主体1的一部分能够接触隧道，其他部分不能保证始终完全接触隧道衬砌的内壁。为解决这个问题，本实施例所述装置还设置了连接件2，所述连接件2能够支撑探头并在支撑主体1接触不到隧道衬砌的地方使探头3伸出并接触到隧道衬砌内壁。这样，探头3能够接触隧道衬砌内壁，并检测隧道衬砌的质量。从而提高了检测质量，并且能够满足不同形状的隧道。
在一个实施例中，所述支撑主体1包括若干结构体11，所述结构体11为不透气材料制作而成的密闭结构。所述结构体11采用柔性材料，如布、橡胶等等材质制作而成，采用柔性材料便于充气后膨胀变形。所述结构体11构造成能够充气而膨胀，并贴合或接近隧道衬砌从而使探头3接触隧道衬砌的内表面。采用柔性材料在释放气体后便于回收本实施例所述装置不会占用太多空间。
在本实施例中，所述支撑主体1的结构可以是单独的体积较大的结构体11，也可以是多个体积较小的结构体11组成，还可以是多层叠加的结构体11，或者是积木式叠加的结构体11等等。所有能够通过充气改变体积、形状来稳定支撑探头的结构，均在发明的范围内。在本实施例中，一个结构体11可以是多种不规则的形状，也可以是标准的固定形状。其目的在于时支撑主体1充气后的形状与隧道衬砌的轮廓相匹配。组成支撑主体1的形状的方式具体是通过改变单个结构体11的形状，还是改变多个结构体11的形状、数量或位置，均可以。这两种方式可以根据实际情况进行决定。
在一个实施例中，如图1所示，所述结构体11内设置若干拉带12，所述的拉带12分段连接在所述结构体11内的不同位置，从而控制充气结构体11充气后的外形。在本实施例中，所述拉带12分成若干段，各段构成一个整体的拉带12。每一段的两端分别连接在结构体11内表面的不同两点。在充气的时候，结构体会膨胀，表面会展开。由于拉带12的段拉紧所示结构体11的内表面，使得结构体11的形状能够按照拉带12与结构体11的连接位置得到控制。并且设置拉带12后，使结构体11充气后形状保持稳定，不会滑动、起伏或坍陷。
在一个优选实施例中，如图2所示，所述结构体11内部设置若干格室，所述结构体通过格室的形状、位置和数量来控制充气后的外形。所述格室的作用和如图1所示的实施例中所述拉带的作用相同。实际测量中，可以选择其中之一或两种结合的方式来制作结构体11。
在一个实施例中，所述连接件2可以是固定长度的，也可以是可伸缩的。优选的连接件2是可伸缩的结构。由于同一隧道的不同位置、不同路段有可能存在衬砌形状稍有不同的情况，这样在支撑主体1充气后的形状不能完全保证适应隧道衬砌的轮廓，这时通过调整连接件2伸缩就将探头调整到最佳的位置，来弥补支撑主体1局部与隧道衬砌不匹配的问题。本实施例优选的方案中，连接件2是通过充气伸缩。当然，通过充气伸缩是实现连接件2伸长和收缩的一种方式，其他的伸缩方式也在本实施例的范围内。
优选地，所述连接件2构造成通过向其充气能够控制其伸长或收缩的结构。当向连接件2充气时，所述辅助伸缩件能够伸长；当向所述连接件2放气时，所述辅助伸缩件能够缩短。连接件2能够通过充放气控制伸缩，从而补充所述结构体11与隧道衬砌的间隙，将探头3伸入到隧道衬砌上进行检测。
在一个优选地实施例中，所述连接件2为独立的充气结构，各个所述连接件2分别连接气源。这样，可以通过气源在连接件2中充气来直接控制连接件2伸长。控制方式更加直接、控制效果更好。
在另一个优选的实施例中，所述连接件2与所述支撑主体1的内部空间相连通，随所述支撑主体1充气而充气。在本实施例中的结构体11充气时，所述结构体11由于充气膨胀，使结构体11的外表面贴合或接近隧道衬砌。这时，再继续向结构体11内部充气，气体会从进气口21进入所述连接件2内。这样连接件2能够充气膨胀，并将探头3伸出到隧道衬砌内壁上。本实施例中，所述连接件2与结构体11连接的结构简单，组件较少，便于制作，并且节约制造成本。
在一个优选的实施例中，所述连接件2为优选为圆筒形，其他形状如矩形、圆形或锥形等等均可以实现。所述结构体11的一端设置进气口21，另一端密封并设置探头3。在本实施例中，所述连接件2的侧壁可以设置波浪形的折叠纹22。当然，侧壁也可以是平滑的、具有弹性的结构。所述折叠纹22是一种优选的方案，通过设置折叠纹22能够使连接件2的伸缩长度差更大。在使用根据本实施例所述装置时，结构体11充气膨胀后其外表面接近或接触隧道衬砌的内表面。这时，向所述连接件2内充气，并使连接件2充气膨胀从而伸长。这样连接件2能够将所述探头3接触到隧道衬砌，从而提高检测的准确性。
在一个优选的实施例中，部分所述连接件2设置在两个相邻的结构体11之间，用于连接两个相邻的结构体。所述连接件2具有支撑探头和连接两个相邻结构体两个作用。
本发明的另一个方面，还提出了一种隧道衬砌检测方法，包括：
步骤一，建立如图1所示的装置。其中，设置可充气的支撑主体1，在所述支撑主体1上安装连接件2和探头3。
步骤二，向所述支撑主体1内充入气体，使所述支撑主体1膨胀。支撑主体1膨胀后的形状与隧道衬砌内壁形状相匹配，所示支撑主体1的结构体11外表面接触或接近隧道衬砌内壁，或一部分部位接触隧道衬砌内壁。
步骤三，调节所述连接件2的长度，使所述探头3接触到隧道衬砌内壁，并启动所述探头3对隧道衬砌内壁质量进行检测。
通过本实施例所述方法，能够精确地检测隧道衬砌的质量。在本实施例中，通过充气的方法将探头3伸入到隧道衬砌内壁，使探头3接触所述隧道衬砌内壁。保证了接触式探头3的检测效果。并且，多个探头3同时检测，提高了工作效率，大大节省了隧道衬砌检测的时间。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。