【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道检测分析，尤其是涉及一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统。
技术介绍
1、目前，隧道工程施工多采用钻爆法掘进，复合式衬砌施工工艺。其中，二次衬砌是在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土，它是保证隧道结构安全的最后一道防线，所以确保二次衬砌的施工质量尤为重要。
2、隧道二次衬砌施工质量的检测内容主要有隧道总体(内轮廓宽度、高度)、衬砌厚度、衬砌背部密实情况、墙面平整度及衬砌外观质量等。目前，针对各项检测内容仍然采用人工检测方式，未能实现集成化、自动化检测，亟待开发一种能够对隧道二次衬砌施工质量进行自动化、集成化的综合检测系统。
3、专利cn110118294b公开了一种隧道衬砌质量检测的专用地质雷达扫查架设计方法，包括根据载具底端至法中心的距离及载具高度计算底座高度；根据隧道衬砌倾角设计法兰螺栓孔，倾角组；根据隧道模型衬砌各检测点高度、地质雷达高度设计弹簧自由长度；根据隧道模型几何关系计算法兰半径；根据隧道模型衬砂砌各检测点高度，计算得检测各点时扫查架底座与隧道截面中轴线距离。本方法根据隧道衬砌模型，只需采集拱顶及边墙位置拱角、拱顶高度、弹簧劲度系数等参数即可实现地质雷达检测时紧贴衬砌表面，免去地质雷达的人工托举，保证衬砌质量检测精度。专利cn110687533b公开了一种适用于隧道衬砌质量检测的地质雷达辅助装置及方法，其技术方案为：包括支承结构、搭载结构和动力结构，支承结构包括拱架和柔性轨道，所述柔性轨道与拱架可拆卸连接且柔性轨道的安装位置可调；搭载结构包括用于承载地质雷达天线
4、1)自动化程度低。现有的技术多通过机械臂或其他装置托举地质雷达天线，仍需要人工控制机械臂，无法实现完全的自动化检测。
5、2)集成度低。现有的检测装置在检测时需要将装置运移到隧道内，浪费人力物力。现有的检测装置只能对某一项检测内容开展工作，未实现对多项检测内容的集成化综合检测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了提供一种检测准确性高的集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，包括轨道模块、地质雷达模块、超声横波模块、三维激光影像扫描模块和中控电脑模块，
4、所述轨道模块：与衬砌台车尾部连接，所述轨道模块包括多条轨道，用于所述地质雷达模块、超声横波模块和三维激光影像扫描模块分别在各自的轨道上进行移动检测；
5、所述地质雷达模块：接收中控电脑模块发出的控制指令，根据所述控制指令在轨道上移动并执行地质雷达检测工作，获得地质雷达反射信号；
6、所述超声横波模块：接收中控电脑模块发出的控制指令，根据所述控制指令在轨道上移动并执行超声横波检测工作，获得超声横波反射信号；
7、所述三维激光影像扫描模块：接收中控电脑模块发出的控制指令，根据所述控制指令在轨道上移动并执行激光断面轮廓扫描及表观缺陷拍摄工作，获得激光轮廓、影像图片及点云数据；
8、中控电脑模块：用于分别向所述地质雷达模块、超声横波模块、三维激光影像扫描模块发出相应的控制指令，接收所述地质雷达反射信号、超声横波反射信号、激光轮廓、影像图片及点云数据，根据所述地质雷达反射信号和超声横波反射信号得到衬砌厚度、衬砌背部密实情况的检测结果，根据所述激光轮廓、影像图片及点云数据得到隧道总体、墙面平整度及衬砌外观质量情况的检测结果，实现对衬砌的综合检测。
9、进一步地，所述轨道模块通过连接板与衬砌台车尾部连接。
10、进一步地，所述地质雷达模块包括第一伸缩台和与其连接的第一固定盒、第一主机箱以及设置在第一主机箱底部的第一移动单元，所述第一固定盒内安装有地质雷达天线，所述第一主机箱包括第一电机和与其连接的第一传感器、第一控制器及第一信号收发单元，所述第一信号收发单元用于向中控电脑模块发送所述地质雷达反射信号和接收控制指令，根据所述控制指令用于控制第一移动单元带动所述地质雷达模块在轨道上移动、控制第一伸缩台使地质雷达天线与衬砌表面紧贴以及控制地质雷达天线的启动和停止。
11、进一步地，所述地质雷达模块通过连续运动方式进行检测，以获得地质雷达反射信号，具体步骤包括：
12、中控电脑模块向地质雷达模块下发启动指令，地质雷达模块移动至轨道起始端，控制所述第一伸缩台使地质雷达天线与衬砌表面紧贴；
13、中控电脑模块向地质雷达模块下发行走指令，地质雷达模块在轨道上匀速移动，地质雷达天线开始检测工作；
14、地质雷达模块移动至轨道末端，中控电脑模块下发刹车指令，完成地质雷达检测工作，得到地质雷达反射信号。
15、进一步地，所述超声横波模块包括第二伸缩台和与其连接的第二固定盒、第二主机箱以及设置在第二主机箱底部的第二移动单元，所述第二固定盒内安装有超声横波仪，所述第二主机箱包括第二电机和与其连接的第二传感器、第二控制器及第二信号收发单元，所述第二信号收发单元用于向中控电脑模块发送所述超声横波反射信号和接收控制指令，所述控制指令用于控制第二移动单元带动所述超声横波模块在轨道上移动、控制第二伸缩台使超声横波仪与衬砌表面紧贴和控制超声横波仪的启动和停止。
16、进一步地，所述超声横波模块通过点测方式进行检测，以获得超声横波反射信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，包括轨道模块(2)、地质雷达模块(3)、超声横波模块(4)、三维激光影像扫描模块(5)和中控电脑模块(6)，
2.根据权利要求1所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述轨道模块(2)通过连接板(1)与衬砌台车尾部连接。
3.根据权利要求1所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述地质雷达模块(3)包括第一伸缩台(8)和与其连接的第一固定盒(7)、第一主机箱(9)以及设置在第一主机箱(9)底部的第一移动单元(10)，所述第一固定盒(7)内安装有地质雷达天线，所述第一主机箱(9)包括第一电机和与其连接的第一传感器、第一控制器及第一信号收发单元，所述第一信号收发单元用于向中控电脑模块(6)发送所述地质雷达反射信号和接收控制指令，根据所述控制指令用于控制第一移动单元(10)带动所述地质雷达模块(3)在轨道上移动、控制第一伸缩台(8)使地质雷达天线与衬砌表面紧贴以及控制地质雷达天线的启动和停止。
4.根据权利要求3所述的一种集成于衬砌台车上的隧道
5.根据权利要求1所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述超声横波模块(4)包括第二伸缩台(12)和与其连接的第二固定盒(11)、第二主机箱(13)以及设置在第二主机箱(13)底部的第二移动单元(14)，所述第二固定盒(11)内安装有超声横波仪，所述第二主机箱(13)包括第二电机和与其连接的第二传感器、第二控制器及第二信号收发单元，所述第二信号收发单元用于向中控电脑模块(6)发送所述超声横波反射信号和接收控制指令，所述控制指令用于控制第二移动单元(14)带动所述超声横波模块(4)在轨道上移动、控制第二伸缩台(12)使超声横波仪与衬砌表面紧贴和控制超声横波仪的启动和停止。
6.根据权利要求5所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述超声横波模块(4)通过点测方式进行检测，以获得超声横波反射信号，具体步骤包括：
7.根据权利要求1所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述三维激光影像扫描模块(5)包括第三主机箱(16)以及分别设于第三主机箱(16)顶部和底部的第三固定盒(15)和第三移动单元(17)，所述第三固定盒(15)内安装有三维激光影像扫描仪，所述第三主机箱(16)包括第三电机和与其连接的第三传感器、第三控制器和第三信号收发单元，所述第三信号收发单元用于向中控电脑模块(6)发送所述激光轮廓、影像图片及点云数据和接收控制指令，所述控制指令用于控制第三移动单元(17)带动所述三维激光影像扫描模块(5)在轨道上移动和控制三维激光影像扫描仪的启动和停止。
8.根据权利要求7所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，三维激光影像扫描模块(5)通过连续运动方式进行检测，根据所述连续运动方式获得激光轮廓、影像图片及点云数据的步骤包括：
9.根据权利要求1所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述中控电脑模块(6)包括指令控制单元、数据接收单元和数据处理单元，所述指令控制单元包括地质雷达指令控制子单元、超声横波指令控制子单元、三维激光影像扫描指令控制子单元，所述数据接收单元包括地质雷达数据接收子单元、超声横波数据接收子单元、三维激光影像扫描数据接收子单元，所述地质雷达数据接收子单元用于接收地质雷达反射信号，超声横波数据接收子单元用于接收超声横波反射信号，三维激光影像扫描数据接收子单元用于接收激光轮廓、影像图片及点云数据，所述数据处理单元用于对所述地质雷达反射信号和超声横波反射信号进行处理，获得地质雷达图谱和超声横波图谱，并进行联合对比，得到衬砌厚度、衬砌背部密实情况的检测结果，所述数据处理单元还用于对所述激光轮廓、影像图片及点云数据进行处理，获得隧道总体、墙面平整度及衬砌外观质量情况的检测结果。
10.根据权利要求9所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述指令控制单元通过无线传输方式工作。
...【技术特征摘要】
1.一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，包括轨道模块(2)、地质雷达模块(3)、超声横波模块(4)、三维激光影像扫描模块(5)和中控电脑模块(6)，
2.根据权利要求1所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述轨道模块(2)通过连接板(1)与衬砌台车尾部连接。
3.根据权利要求1所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述地质雷达模块(3)包括第一伸缩台(8)和与其连接的第一固定盒(7)、第一主机箱(9)以及设置在第一主机箱(9)底部的第一移动单元(10)，所述第一固定盒(7)内安装有地质雷达天线，所述第一主机箱(9)包括第一电机和与其连接的第一传感器、第一控制器及第一信号收发单元，所述第一信号收发单元用于向中控电脑模块(6)发送所述地质雷达反射信号和接收控制指令，根据所述控制指令用于控制第一移动单元(10)带动所述地质雷达模块(3)在轨道上移动、控制第一伸缩台(8)使地质雷达天线与衬砌表面紧贴以及控制地质雷达天线的启动和停止。
4.根据权利要求3所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述地质雷达模块(3)通过连续运动方式进行检测，以获得地质雷达反射信号，具体步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所述超声横波模块(4)包括第二伸缩台(12)和与其连接的第二固定盒(11)、第二主机箱(13)以及设置在第二主机箱(13)底部的第二移动单元(14)，所述第二固定盒(11)内安装有超声横波仪，所述第二主机箱(13)包括第二电机和与其连接的第二传感器、第二控制器及第二信号收发单元，所述第二信号收发单元用于向中控电脑模块(6)发送所述超声横波反射信号和接收控制指令，所述控制指令用于控制第二移动单元(14)带动所述超声横波模块(4)在轨道上移动、控制第二伸缩台(12)使超声横波仪与衬砌表面紧贴和控制超声横波仪的启动和停止。
6.根据权利要求5所述的一种集成于衬砌台车上的隧道衬砌综合检测系统，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘学增，孙磊，周熙俊，王晓形，
申请(专利权)人：上海同岩土木工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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