指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车的制作方法

本发明涉及一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车，属于隧道检测及维护。

背景技术：

1、目前，常用的隧道衬砌混凝土养护方法有自然养护、喷淋养护、汽雾养护、标准养护等。自然养护指在隧道环境温湿度条件下不采取任何辅助方式的养护，仅适用于隧道内温湿度接近标准值的特定情况，普适性差。喷淋养护指利用一定的压力将水喷洒在混凝土表面进行保湿养护，费用低，应用最普遍，但遇低温环境对养护作业有影响，需要控制水温与混凝土内部温度相差不能太大。蒸汽养护指使用蒸汽发生器或蒸汽锅炉产生高温高湿气体对混凝土进行养护，养护效果较好，能够缩短工期并保证冬季施工的养护效果，但是养护成本高，经济性差，不易大范围推广使用。标准养护指在标准温度(20±1)℃下向混凝土试件表面洒水或将混凝土试件浸泡在水中，以保持混凝土表面湿度达95％以上，在实验室内普遍采用，但不适用隧道衬砌的实际养护。

2、根据《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(tb 10223—2004)，地质雷达法、超声波法、回弹法等无损检测技术被广泛应用在隧道建设过程的质量验收与运营期病害检测环节，可进行衬砌厚度、钢拱架分布、背后空洞或不密实、强度不足、含水衬砌内部缺陷的检测。采用人工作业的方式进行隧道衬砌质量检测，受人员工作状态及经验水平的影响，数据采集质量无法保证，工作量大、效率低、稳定性差，只能针对重点区域进行点测，无法实现隧道衬砌全空间的大规模批量检测，而且存在人员及设备碰撞、跌落的风险。搭载地质雷达设备的隧道衬砌检测车有效提升了衬砌质量检测的效率与自动化程度，但是搭载二维地质雷达，只能沿隧道纵向里程方向进行有限数量测线的检测，难以做到对衬砌的全覆盖精检，存在漏检隐患。而且，隧道施工过程的衬砌质量自检流于形式，存在施工单位自检不充分、甚至不检的问题，带来巨大的后期隐患。

3、综上，当前隧道衬砌养护及检测装备人工依赖性较高、自动化智能化程度较低，在效率、信息化等方面仍存在一定的问题，无法快速对隧道衬砌的连续全覆盖检测，而且养护和检测需要依托独立的机械装备，养护与检测作业过程繁琐，质量不高。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车，其实现养护、检测的自动化控制，在检测与养护模式之间快速切换，方便施工单位在养护的过程中同步自检，有效提高检测、验收的质量和效率。

2、本发明提出了一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车，包括：

3、车架总成；

4、设置在所述车架总成上的承载机构，所述承载机构上设置有检测机构，所述检测机构用于检测隧道衬砌缺陷；所述承载机构上还设置有养护机构，所述养护机构构造成能够对隧道衬砌进行养护作业；以及

5、设置在所述车架总成上的电控系统，所述电控系统控制整个台车的机械运动、检测作业、养护作业及数据传输功能；

6、所述承载机构上设置有与隧道衬砌同轴的弧形的环向导轨，所述环向导轨上设置有带动所述检测机构和所述养护机构沿环向进行慢速检测的环轨爬行系统以及带动所述检测机构和所述养护机构沿环向进行快速检测的指针式摆杆系统。

7、本发明的进一步改进在于，所述车架总成包括门架主体，所述门架主体的侧面和上面分别设置多层作业平台，所述门架主体的下端设置有走行机构，所述门架主体的侧面设置有连接地面和各层作业平台的爬梯系统。

8、本发明的进一步改进在于，所述承载机构包括设置在所述门型主架前端和后端的弧形的拱架，所述拱架上设置所述环向导轨，所述检测机构和所述养护机构设置在摆动架上，所述摆动架通过环轨爬行系统在所述环向轨道上慢速移动或通过指针式摆杆系统在所述环向轨道上快速摆动。

9、本发明的进一步改进在于，所述摆动架包括分别连接在两个所述环轨爬行系统上的径向摆杆，两个所述径向摆杆的底部通过纵向转轴相连，两个所述径向摆杆的上端设置有纵向主梁，所述检测机构可移动式连接在所述纵向主梁上，所述养护机构设置在所述纵向主梁的旁侧。

10、本发明的进一步改进在于，所述养护机构包括喷淋装置和供水装置，所述喷淋装置包括固定在纵向主梁旁侧的固定喷管，所述固定喷管的两端设置有沿轴向伸缩的伸缩喷管；所述固定喷管和所述伸缩喷管上设置有若干喷嘴，所述伸缩喷管通过气缸驱动而伸缩。

11、本发明的进一步改进在于，所述检测机构包括能够在所述纵向主梁上移动和固定的底座，所述底座上设置有举升回转装置，所述举升回转装置的上端设置回转平台，所述回转平台上通过检测装置连接件连接检测仪器，所述检测仪器的外侧设置有保护板。

12、本发明的进一步改进在于，所述回转平台的边缘设置有导向杆，所述导向杆的端部设置有导向滚轮，所述导向滚轮的端部超过所述保护板；所述检测仪器的侧面设置有障碍检测探头。

13、本发明的进一步改进在于，所述拱架的中部设置有连接架；

14、所述指针式摆杆系统包括设置在所述连接架上的摆动减速电机，所述纵向转轴上设置有链轮，所述摆动减速电机通过链条连接所述链轮；所述摆动减速电机通过正转和反转驱动所述摆动架正向摆动和反向摆动。

15、本发明的进一步改进在于，所述环向导轨包括沿弧向向外的环形齿条，以及设置在侧面的固定条轨；

16、所述环轨爬行系统包括爬行架，所述爬行架的一侧设置有与所述固定条轨相配合的滚轮，另一侧与所述径向摆杆连接；所述爬行架侧面还设置有与所述环形齿条啮合的爬行齿轮，所述爬行齿轮通过减速电机驱动。

17、本发明的进一步改进在于，所述纵向主梁上设置有杆状导轨和纵向齿条，底座通过纵向运动驱动机构在所述纵向主梁上运动；所述纵向运动驱动机构包括与所述杆状导轨相配合的导块，以及与所述纵向齿条相配合的齿轮，所述齿轮通过直流变频减速电机驱动。

18、与现有技术相比，本发明的优点在于：

19、本发明所述一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车，其实现养护、检测的自动化控制，在检测与养护模式之间快速切换，方便施工单位在养护的过程中同步自检，有效提高检测、验收的质量和效率。

20、本发明所述一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车，喷淋装置自动伸开，设置间隔排列的多个喷嘴，台车每移动一次为一个喷淋作业单元，可实现纵向12米长的环向均匀喷淋养护。通过台车沿隧道里程方向的移动，可实现整个隧道衬砌的全覆盖养护。

21、本发明所述一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车配备衬砌混凝土温度、湿度监测装置，可实时监测混凝土的温湿度条件，指导养护作业的启停及养护参数的设置。同时利用各种类型传感器记录养护过程的水温、流速、压力等监测数据及养护次数、时间、涌水量等信息，提供优质的过程管理。

22、本发明所述一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车在检测模式下，台车每移动一次的纵向检测距离为6米，环向检测范围为整个衬砌拱壁，共同构成一个检测作业单元。通过台车沿隧道里程方向的移动，可实现整个隧道衬砌的全覆盖检测。

23、本发明所述一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车可以快速简便拆装的方式搭载地质雷达检测仪、超声波检测仪、回弹仪等不同类型检测设备，实现对衬砌背后空洞、不密实、厚度不足、钢筋分布异常、强度不足、富水断裂等多种类型内部缺陷的检测。

24、本发明所述一种指针摆杆式隧道衬砌养护检测一体化台车进行了主动避障设计，能够主动识别导致衬砌表面不平整的注浆管、错台等障碍，并自动躲避障碍，保障养护检测作业的安全平稳开展。养护检测一体化台车电控系统将养护信息、检测数据及现场视频实时传输到远程服务器系统，保证了数据的标准化与可靠性，服务于养护、检测作业的过程分析与质量控制，体现了较高的智能化、信息化水平。