【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道施工中洞门检测领域，特别是一种盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构、洞门密封机构及渗水程度检测方法。
技术介绍
1、盾构刚开始推进阶段叫盾构始发，俗称“出洞”，一般而言，工程中将盾构从始发井开始掘进到第100环这段区间作为盾构始发段。盾构始发出洞是盾构施工的关键环节，也是施工控制的重难点，该阶段泥水平衡系统尚未建立。长期以来，因为方案不得当或处理不到位而造成盾构出洞施工中土体坍方、洞门喷涌、隧道大幅上浮造成管片错台甚至螺栓剪断等事故层出不穷。目前盾构出洞施工的基本工艺流程已比较成熟，但在动水作用下，洞口土体极易产生流砂、坍塌等现象。
2、现阶段的技术中，技术人员为了控制盾构始发出洞的稳定性，往往在洞门密封上做出改进，提高密封效果，但是洞门密封机构复杂，止水密封效果往往无法实时监控掌握，人员也无法及时到达盾构机外侧的管片外表面和高处，检修现场突发问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决现有技术中隧道施工中盾构洞门密封情况观察不及时困难的问题。
2、本专利技术的具体方案是：
3、设计一种盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检修机构，隧道内盾构洞门密封钢环内，盾构洞门密封钢环下方设置有盾构负环管片钢支腿，包括安装在盾构负环管片外部上半区的外部活动式监控机构、安装在盾构负环与正环管片内部下半区的内部部活动式监控机构；
4、所述外部活动式监控机构包括弧形爬梯、安装在所述弧形爬梯扶手上的弧形滑竿、所述弧形滑竿间滑动配合
5、所述内部活动式监控机构包括弧形扶梯、安装在所述弧形扶梯扶手上的弧形滑竿、所述弧形滑竿间滑动配合的内部图像采集设备和控制所述内部图像采集设备移动状态的内部驱动装置，所述弧形扶梯的弧形曲率与所述管片的内壁的弧形曲率相对应；
6、控制部件的输入端经由图像信号电路连接外部图像采集设备和所述内部图像采集设备，控制部件的输出端连接所述外部驱动装置以控制所述外部图像采集设备；所述控制部件的输出端还连接所述内部驱动装置以控制所述内部图像采集设备；
7、所述外部图像采集设备朝向盾构洞门密封钢环的外缘，所述内部图像采集设备朝向盾构洞门内部的密封处；
8、所述外部图像采集设备包括摄录机和摄录机底部的外部云台，所述外部云台卡装在对应的弧形滑竿上，所述内部图像采集设备包括摄录机和摄录机底部的内部云台，所述内部云台卡装在对应的弧形滑竿上。
9、具体实施中，所述外部活动式监控机构还包括水平滑动辅助单元，所述水平滑动辅助单元包括与管片固定的弧形支架，所述弧形支架上安装的液压式收放杆；弧形爬梯底部与所述弧形支架间滑动连接，所述液压式收放杆的一段连接所述弧形爬梯，另一端连接所述弧形支架。
10、具体实施中，所述弧形滑竿上每隔5度的弧形角，设有若干行程感应块，所述行程感应块电路连接所述控制部件，以输出位置信息至显示屏。
11、具体实施中，所述外/内部驱动装置包括电机带动的齿轮，对应的所述弧形滑竿上设有与其配合的弧形齿条；或者所述外部驱动装置包括两组拉绳，每组拉绳包括卷扬式电机、安装在云台底部的转动杆和带动转动杆复位的复位弹簧，两个卷扬式电机各自固定在弧形滑竿的两端。
12、本专利技术还涉及一种洞门密封机构，包括三组在盾构设备和隧道之间形成气密的柔性密封机构，所述柔性密封就包括帘布橡胶板和贴合安装在所述帘布橡胶板上的板簧式复位板，所述复位板的变形方向为盾构掘进的方向。
13、具体实施中，盾构洞门密封钢环外部、隧道内包括至少6根深入侧墙长度0.4m的φ50油脂注浆管，和至少12根深入侧墙长度0.2m的φ50注浆管。
14、一种洞门渗水程度检测方法，检测洞门密封机构，包括如下步骤：
15、（1）采用三重气密连接：沿盾构机入口的行进方向，设置三个同心的柔性密封机构；沿盾构机入口的行进方向，柔性密封机构的弹性压力递减；
16、（2）注浆形成气密保证：在洞门内柔性密封机构的前方设置油脂注浆管和普通注浆管，在柔性密封机构间设有辅助注浆管；
17、（3）洞门内外巡检：在洞门内部的下圆弧，和洞门外部的上圆弧，各设便于技术人员攀爬的扶梯或爬梯，同时沿所述扶梯或爬梯设置行进轨迹与洞门形状一致的图像摄录设备，图像摄录设备收集图像至控制器，进行图像分析后形成判断信息，以判断是否产生渗水。
18、洞门内外巡检包括图像处理方法，具体包括：
19、（1）图像采集:内部图像采集设备或外部图像采集设备沿既定轨迹运动的同时每隔10分钟实施拍照图像采集，形成采集图像，所述采集图像通讯输入或定时硬盘输入图像处理系统开始识别筛分；
20、（2）在采集的图像上找到外部密封钢环或内部渗水发生的边缘：从采集图像的右下向左上角扫描，以单个像素为单位横向排查途径像素点，当发现单行范围内出现连续两个以上像素数值相似又不同于周边点像素数值的坐标暗点时，判定该坐标暗点组为疑似液体区域组，得出各疑似液体区域组后，找到区域组的边缘，分析出的疑似液体区域组中一段线源于外部密封钢环或内部渗水发生的边缘，其他线段达成封闭或延伸至采集图像的边缘时，判定该区域渗水，计算过水面积s1；
21、（3）判定渗水速度：当内部图像采集设备或外部图像采集设备再次会到相同位置就同角度拍摄形成又一采集图像时，计算过水面积s2，通过s2和s1的比值判定渗水速度。
22、有益效果
23、本专利技术的有益效果在于：
24、通过本专利技术，解决了始发洞门密封钢环在盾构机出动过程中的实时监控问题，帮助技术人员提前了解、发现密封刷与圆环板、帘布橡胶板的密封效果，同时通过自动巡检摄像机的实时画面监控，在掘进过程中实时了解现场问题。
25、研发自动巡检机构及辅助人行检修爬梯系统，布置在盾构隧道管片内外两侧，总成有自动巡检摄像机、运行轨道、弧形人行检修爬梯、扶手、栏杆、踏步、万向轮、卡位制动系统等，整体为圆弧形钢结构，材料采用圆钢管、方钢管等。
26、整套机构可通过万向轮在管片内外沿隧道轴线纵向往复移动，自动巡检系统通过自动巡检摄像机沿其弧形轨道来回往复实时抓拍、摄影摄像、锁定缺陷点，有助于专业技术人员远程了解现场问题、及时检查止水环、密封刷、帘布橡胶板的密封效果，发现问题后，现场技术人员也可通过人行检修爬梯，前往原本不易行走的弧形管片位置，进行手动操作，检修密封圈、帘布橡胶板。
27、云台的设计，便于保证图像收集的稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构，隧道内盾构洞门密封钢环（7）内，盾构洞门密封钢环（7）下方设置有盾构负环管片（1）钢支腿，其特征在于：包括安装在盾构负环管片（1）外部上半区的外部活动式监控机构、安装在盾构负环与正环管片内部下半区的内部活动式监控机构；
2.如权利要求1所述的盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构，其特征在于：所述外部活动式监控机构还包括水平滑动辅助单元，所述水平滑动辅助单元包括与管片固定的弧形支架（4），所述弧形支架（4）上安装的液压式收放杆（5）；弧形爬梯（2）底部与所述弧形支架（4）间滑动连接，所述液压式收放杆（5）的一段连接所述弧形爬梯（2），另一端连接所述弧形支架（4）。
3.如权利要求1所述的盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构，其特征在于：所述弧形滑竿上每隔5度的弧形角，设有若干行程感应块，所述行程感应块电路连接所述控制部件，以输出位置信息至显示屏。
4.如权利要求1所述的盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构，其特征在于：所述外/内部驱动装置包括电机带动的齿轮，对应的所述弧形滑竿上设有与其配合的弧
5.一种洞门密封机构，其特征在于：包括三组在盾构设备和隧道之间形成气密的柔性密封机构（6），所述柔性密封就包括帘布橡胶板（10）和贴合安装在所述帘布橡胶板（10）上的板簧式复位板（11），所述复位板的变形方向为盾构掘进的方向。
6.如权利要求5所述的洞门密封机构，其特征在于：盾构洞门密封钢环（7）外部、隧道内包括至少6根深入侧墙长度0.4m的φ50油脂注浆管（12），和至少12根深入侧墙长度0.2m的φ50注浆管（12）。
7.一种洞门渗水程度检测方法，检测如权利要求5所述的洞门密封机构，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的洞门渗水程度检测方法，其特征在于：洞门内外巡检包括图像处理方法和预警系统，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构，隧道内盾构洞门密封钢环（7）内，盾构洞门密封钢环（7）下方设置有盾构负环管片（1）钢支腿，其特征在于：包括安装在盾构负环管片（1）外部上半区的外部活动式监控机构、安装在盾构负环与正环管片内部下半区的内部活动式监控机构；
2.如权利要求1所述的盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构，其特征在于：所述外部活动式监控机构还包括水平滑动辅助单元，所述水平滑动辅助单元包括与管片固定的弧形支架（4），所述弧形支架（4）上安装的液压式收放杆（5）；弧形爬梯（2）底部与所述弧形支架（4）间滑动连接，所述液压式收放杆（5）的一段连接所述弧形爬梯（2），另一端连接所述弧形支架（4）。
3.如权利要求1所述的盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构，其特征在于：所述弧形滑竿上每隔5度的弧形角，设有若干行程感应块，所述行程感应块电路连接所述控制部件，以输出位置信息至显示屏。
4.如权利要求1所述的盾构洞门密封钢环内外用辅助人行检测机构，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜伟，江胜华，李宏波，李云仙，李然，李安，徐泽，邓稀肥，陈文尹，申志军，魏亮，潘红桂，张伟，丁宗洋，杨杰，璩泽君，汪涛，彭天乐，朱红武，王萌，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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