一种公路隧道裂缝防塌陷检测填充装置

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体是一种公路隧道裂缝防塌陷检测填充装置。

背景技术

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道等，隧道在建成后如果隧道壁出现裂缝，对于工程的稳定应用会造成较大的影响，特别是隧道顶部出现裂缝时，不仅容易造成漏水、材料脱落等问题，还容易造成隧道塌陷的安全事故，因此需要对隧道进行裂缝检测，排除安全隐患；

目前在隧道顶壁进行裂缝检测时，主要通过人工举起裂缝扫描检测仪器或将裂缝扫描检测仪器放置在检测车上来实现隧道顶壁的裂缝检测，在检测到隧道顶壁出现裂缝时需要另外安排裂缝填充设备对裂缝进行填充修补，操作步骤繁琐，无法将裂缝检测与裂缝填充合理结合以提高设备性能并简化操作步骤和节约人力，且裂缝内部和四周区域会附着堆积大量碎渣灰尘等污物，在进行裂缝填充时会导致浆料与隧道壁之间的黏附力降低，影响浆料的填充效果；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种公路隧道裂缝防塌陷检测填充装置，解决了目前无法将裂缝检测与裂缝填充合理结合，且裂缝内部和四周区域附着堆积大量碎渣灰尘等污物，影响浆料填充效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种公路隧道裂缝防塌陷检测填充装置，包括电动行走座和设备安装箱，所述设备安装箱的底部通过螺栓固定设置在电动行走座的顶部，且电动行走座的底部安装有多组电动行走轮，所述设备安装箱的顶部安装有双侧调节机构，所述双侧调节机构作用于其两侧的第一固定板和第二固定板，且第一固定板的顶部设置裂缝刷吹清洁机构和裂缝填充修补机构，第二固定板的顶部设置裂缝平稳检测机构；

所述裂缝填充修补机构包括裂缝密封板和固定设置在第一固定板顶部的主电动推杆，所述主电动推杆伸出端的前、后两侧均安装有斜撑杆，所述斜撑杆远离主电动推杆的一端向上延伸并与对应的压力杆的底端相连，且两组压力杆的顶端与裂缝密封板的底部两侧连接；

所述裂缝密封板的顶部固定设置注浆填充头，且注浆填充头的入口处固定设置向下穿过裂缝密封板的浆料输送软管，所述设备安装箱的顶部通过螺栓固定设置修补浆料箱，所述修补浆料箱的外壁固定设置输浆泵，且浆料输送软管远离注浆填充头的一端与输浆泵的出口处相连。

进一步的，所述主电动推杆的顶端固定设置水平板，所述水平板的顶部固定设置辅助电动推杆，所述辅助电动推杆的顶端固定设置顶升挤压球，且顶升挤压球位于裂缝密封板底部中间位置处的正下方。

进一步的，所述裂缝密封板为弹性板，所述裂缝密封板的顶部固定设置软胶包覆层；在裂缝修补状态下，裂缝密封板向上压住隧道顶壁的裂缝区域，软胶包覆层紧紧贴合在隧道顶壁并密封住裂缝。

进一步的，所述双侧调节机构包括固定设置在设备安装箱顶部的电机安装板，所述电机安装板包括前、后两组，其中一组所述电机安装板上固定设置调节电机，两组所述电机安装板之间通过轴承转动设置旋转调节轴，且调节电机的输出端与旋转调节轴的一端相连；所述第一固定板的一侧与第一侧向齿条座固定连接，所述第二固定板的一侧与第二侧向齿条座固定连接，且第一侧向齿条座和第二侧向齿条座相对的一面均固定设置啮齿；

所述旋转调节轴的外周面固定设置调节齿轮，且调节齿轮位于第一侧向齿条座和第二侧向齿条座之间并与两者啮合连接；所述设备安装箱的顶部固定设置第一竖向柱和第二竖向柱，所述第一侧向齿条座和第二侧向齿条座上均开设有开口朝下的导向槽，且第一竖向柱向上插入第一侧向齿条座内，第二竖向柱向上插入第二侧向齿条座内。

进一步的，所述裂缝平稳检测机构包括固定设置在第二固定板顶部的检测机构固定板，所述检测机构固定板前、后两侧的顶部均固定设置承载柱，所述承载柱的上方通过平稳连接结构与支撑柱相连，且支撑柱的顶端安装有滚轮；

前、后两组所述支撑柱相对的一侧均通过螺栓固定设置安装杆，两组所述安装杆之间固定设置检测仪承载板，且检测仪承载板的顶部固定设置裂缝扫描检测仪和补光照明灯，补光照明灯位于裂缝扫描检测仪的四周。

进一步的，所述平稳连接结构包括与支撑柱底端相连的下压板以及与承载柱顶端相连的承压板，所述下压板与承压板之间固定设置连接弹簧，承压板的顶部设置连接杆，且连接杆向上穿过对应的下压板并与限位块固定连接。

进一步的，所述裂缝刷吹清洁机构包括清理压紧盘和固定设置在第一固定板顶部的清洁机构安装座，所述清洁机构安装座的顶部转动设置旋转筒，且清理压紧盘位于旋转筒的上方并通过挤压承载杆与旋转筒相连；

所述清洁机构安装座上通过电机座固定设置清洁电机，所述清洁电机的输出端安装有主动齿轮，所述旋转筒靠近底端的外周面固定设置外齿圈，且主动齿轮与外齿圈啮合连接；

所述清理压紧盘的顶部固定设置多组清理毛刷头和喷气支管，且清理毛刷头背向清理压紧盘的一侧安装有刷毛，喷气支管背向清理压紧盘的一侧安装有多组喷气嘴。

进一步的，所述清理压紧盘的顶部中心位置处固定设置空心中转盒，所述喷气支管围绕空心中转盒呈环形阵列分布并与其相通，且相邻两组喷气支管之间均匀分布清理毛刷头，所述挤压承载杆向下插入旋转筒内并与矩形活动块固定连接，且矩形活动块与旋转筒的内底壁之间固定设置挤压弹簧。

进一步的，所述旋转筒内固定设置竖向管，且竖向管的顶端向上插入挤压承载杆内并通过输气软管与空心中转盒相通，所述清洁机构安装座内开设有气体中转室，所述竖向管的底端向下延伸入气体中转室内，且清洁机构安装座上固定设置与气体中转室相通的鼓风管，鼓风管的另一端与鼓风机的出口相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过电动行走座在隧道内不断前进，裂缝平稳检测机构中的两组滚轮沿着隧道顶壁不断滚动，补光照明灯进行补光以照亮检测区域，裂缝扫描检测仪对隧道顶壁进行裂缝扫描检测，不需人工手举裂缝扫描检测仪以实现隧道顶壁裂缝检测，操作简单并节约了人力，裂缝扫描检测过程更加平稳，检测结果更加准确，且能够同时适应水平隧道顶壁和弧形隧道顶壁的检测，使用效果极佳；

2、本发明中，通过裂缝刷吹清洁机构中的清洁电机使旋转筒进行水平方向圆周转动，清理压紧盘随之进行圆周转动，各组清理毛刷头对隧道顶壁裂缝及其四周区域进行刷扫，喷气支管通过喷气嘴将增压空气喷向隧道顶壁裂缝及其四周区域，刷扫清洁和喷气清洁两者巧妙结合能够显著提高对裂缝的清理效果，有效清除裂缝及其四周区域所附着的碎渣灰尘等污物，不仅有助于提高后续填充时浆料与裂缝内壁的黏附力，还有助于填充时裂缝密封板完全密封住裂缝；

3、本发明中，通过使裂缝填充修补机构中的主电动推杆不断伸长，两组斜撑杆使两组压力杆上升，裂缝密封板上压住隧道顶壁并密封住裂缝，注浆填充头插入裂缝中，输浆泵料通过浆料输送软管将浆料输送至注浆填充头，注浆填充头将修补浆料灌入裂缝中，实现对裂缝的填充，通过将裂缝扫描检测、裂缝清洁和裂缝填充修补巧妙结合，三者相互配合以显著提高设备性能，简化操作步骤并节约人力，使用效果极佳；

4、本发明中，通过双侧调节机构中的旋转调节轴带动调节齿轮进行旋转，第一竖向柱对第一侧向齿条座进行导向，第二竖向柱对第二侧向齿条座进行导向，第一侧向齿条座和第二侧向齿条座进行反向运动，通过一组调节设备实现对两侧相关设备的高度调节，降低了设备成本，有助于使用。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中裂缝平稳检测机构的放大图；

图3为本发明中裂缝平稳检测机构的左视示意图；

图4为本发明中裂缝刷吹清洁机构的结构示意图；

图5为本发明中清理压紧盘的俯视图；

图6为本发明中双侧调节机构的结构示意图；

图7为本发明中裂缝填充修补机构的第一状态示意图；

图8为本发明中裂缝填充修补机构的第二状态示意图；

图9为本发明中裂缝密封板的俯视图；

图10为本发明中挤压承载杆、清理压紧盘和竖向管的连接示意图。

附图标记：1、电动行走座；2、设备安装箱；3、裂缝平稳检测机构；4、裂缝刷吹清洁机构；5、裂缝填充修补机构；6、双侧调节机构；7、修补浆料箱；8、输浆泵；9、鼓风机；10、第一固定板；11、第二固定板；31、检测机构固定板；32、检测仪承载板；33、裂缝扫描检测仪；34、补光照明灯；35、支撑柱；36、滚轮；37、下压板；38、承压板；39、连接杆；310、连接弹簧；311、限位块；312、安装杆；313、承载柱；41、清洁机构安装座；42、旋转筒；43、挤压承载杆；44、清理压紧盘；45、清理毛刷头；46、喷气支管；47、喷气嘴；48、空心中转盒；49、输气软管；410、矩形活动块；411、挤压弹簧；412、竖向管；413、清洁电机；414、主动齿轮；415、外齿圈；416、气体中转室；417、鼓风管；51、主电动推杆；52、裂缝密封板；53、注浆填充头；54、浆料输送软管；55、压力杆；56、斜撑杆；57、水平板；58、辅助电动推杆；59、顶升挤压球；510、软胶包覆层；61、电机安装板；62、调节齿轮；63、调节电机；64、旋转调节轴；65、第一侧向齿条座；66、第二侧向齿条座；67、第一竖向柱；68、第二竖向柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-7所示，本发明提出的一种公路隧道裂缝防塌陷检测填充装置，包括电动行走座1和设备安装箱2，设备安装箱2的底部通过螺栓固定设置在电动行走座1的顶部，且电动行走座1的底部安装有多组电动行走轮，通过电动行走轮使电动行走座1进行多方向运动，设备安装箱2的顶部安装有双侧调节机构6，双侧调节机构6包括固定设置在设备安装箱2顶部的电机安装板61，电机安装板61包括前、后两组，其中一组电机安装板61上固定设置调节电机63，两组电机安装板61之间通过轴承转动设置旋转调节轴64，调节电机63使旋转调节轴64进行旋转，且调节电机63的输出端与旋转调节轴64的一端相连；

第一固定板10的一侧与第一侧向齿条座65固定连接，第二固定板11的一侧与第二侧向齿条座66固定连接，且第一侧向齿条座65和第二侧向齿条座66相对的一面均固定设置啮齿；旋转调节轴64的外周面固定设置调节齿轮62，且调节齿轮62位于第一侧向齿条座65和第二侧向齿条座66之间并与两者啮合连接；设备安装箱2的顶部固定设置第一竖向柱67和第二竖向柱68，第一侧向齿条座65和第二侧向齿条座66上均开设有开口朝下的导向槽，且第一竖向柱67向上插入第一侧向齿条座65内，第二竖向柱68向上插入第二侧向齿条座66内；

在进行两侧的调节时，旋转调节轴64带动调节齿轮62进行旋转，由于调节齿轮62与两侧的第一侧向齿条座65和第二侧向齿条座66相啮合，且第一竖向柱67对第一侧向齿条座65进行导向，第二竖向柱68对第二侧向齿条座66进行导向，因此第一侧向齿条座65和第二侧向齿条座66进行反向运动，当第一侧向齿条座65向下运动时，第二侧向齿条座66向上运动，此时第一固定板10下降且第二固定板11上升，通过一组调节设备实现对两侧相关设备的高度调节，降低了设备成本，有助于使用；

第二固定板11的顶部设置裂缝平稳检测机构3，裂缝平稳检测机构3包括固定设置在第二固定板11顶部的检测机构固定板31，检测机构固定板31前、后两侧的顶部均固定设置承载柱313，承载柱313的上方与支撑柱35相连，且支撑柱35的顶端安装有滚轮36；前、后两组支撑柱35相对的一侧均通过螺栓固定设置安装杆312，两组安装杆312之间固定设置检测仪承载板32，且检测仪承载板32的顶部固定设置裂缝扫描检测仪33和补光照明灯34，补光照明灯34位于裂缝扫描检测仪33的四周，补光照明灯34进行补光以照亮检测区域，有助于提高裂缝扫描检测仪33检测结果的准确性；

优选的，设备安装箱2上固定设置控制面板，控制面板内设有处理器，裂缝扫描检测仪33与处理器通信连接，处理器无线连接移动监控终端，移动监控终端对裂缝扫描检测仪33的扫描画面和裂缝检测结果进行显示，有助于操作人员了解隧道顶壁的裂缝检测状况，利于操作人员及时对裂缝进行填充修补；第一固定板10的顶部设置裂缝刷吹清洁机构4和裂缝填充修补机构5，裂缝填充修补机构5包括裂缝密封板52和固定设置在第一固定板10顶部的主电动推杆51，主电动推杆51伸出端的前、后两侧均安装有斜撑杆56，斜撑杆56远离主电动推杆51的一端向上延伸并与对应的压力杆55的底端相连，且两组压力杆55的顶端与裂缝密封板52的底部两侧连接；

裂缝密封板52的顶部固定设置注浆填充头53，且注浆填充头53的入口处固定设置浆料输送软管54，浆料输送软管54向下穿过裂缝密封板52，设备安装箱2的顶部通过螺栓固定设置修补浆料箱7，修补浆料箱7内储存有对裂缝进行填充的修补浆料，修补浆料箱7的外壁固定设置输浆泵8，输浆泵8的入口处通过管道与修补浆料箱7相连，且浆料输送软管54与输浆泵8的出口处相连，在进行裂缝填充时，输浆泵8将修补浆料箱7内的浆料通过浆料输送软管54输送至注浆填充头53，注浆填充头53将修补浆料灌入裂缝中。

裂缝刷吹清洁机构4包括清理压紧盘44和固定设置在第一固定板10顶部的清洁机构安装座41，清洁机构安装座41的顶部转动设置旋转筒42，且清理压紧盘44位于旋转筒42的上方，清理压紧盘44通过挤压承载杆43与旋转筒42相连；清洁机构安装座41上通过电机座固定设置清洁电机413，清洁电机413的输出端安装有主动齿轮414，旋转筒42靠近底端的外周面固定设置外齿圈415，且主动齿轮414与外齿圈415啮合连接；

在进行裂缝清理时，清洁电机413使主动齿轮414进行转动，从而通过主动齿轮414和外齿圈415的啮合以使旋转筒42进行旋转，清理压紧盘44的顶部固定设置多组清理毛刷头45和喷气支管46，且清理毛刷头45背向清理压紧盘44的一侧安装有刷毛，喷气支管46背向清理压紧盘44的一侧安装有多组喷气嘴47，清理压紧盘44上端面所处高度高于喷气支管46顶部所处高度，当旋转筒42进行旋转时，清理毛刷头45对裂缝及其四周区域进行刷扫清理，喷气支管46通过喷气嘴47对裂缝及其四周区域进行喷吹清理，有效清除裂缝及其四周区域所附着的碎渣灰尘等污物。

实施例二：

如图7-9所示，本实施例与实施例1的区别在于，主电动推杆51的顶端固定设置水平板57，水平板57的顶部固定设置辅助电动推杆58，辅助电动推杆58竖直设置，辅助电动推杆58的顶端固定设置顶升挤压球59，且顶升挤压球59位于裂缝密封板52底部中间位置处的正下方，裂缝密封板52为弹性板，即裂缝密封板52具有弹性，可进行弯曲，在裂缝修补状态下，裂缝密封板52向上压住隧道顶壁的裂缝区域；

当隧道顶壁为弧形顶时，在两组压力杆55的作用下使裂缝密封板52压住弧形顶的两侧，然后通过辅助电动推杆58不断伸长并推动顶升挤压球59，顶升挤压球59不断顶起裂缝密封板52的中间部位，由于裂缝密封板52具有弹性，因此裂缝密封板52发生弯曲并最终贴合在隧道顶壁（具体如图8所示），适用于水平面和弧形面的裂缝填充，优选的，裂缝密封板52的顶部固定设置软胶包覆层510，软胶包覆层510紧紧贴合在隧道顶壁并密封住裂缝，显著提高对裂缝的密封效果，有助于裂缝填充操作的顺利有效进行。

实施例三：

如图2-3所示，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，承载柱313的上方通过平稳连接结构与支撑柱35相连，平稳连接结构包括下压板37和承压板38，下压板37与支撑柱35的底端相连，承压板38与承载柱313的顶端相连，下压板37与承压板38之间固定设置连接弹簧310，承压板38的顶部设置连接杆39，且连接杆39向上穿过对应的下压板37并与限位块311固定连接，下压板37的穿孔内对应安装有环形阻尼块；在进行隧道顶壁检测时，当地面不平而导致电动行走座1产生颠簸时，下压板37、承压板38和连接弹簧310的相互配合能够对颠簸产生冲击力进行缓冲，减轻裂缝扫描检测仪33的晃动程度，保证了裂缝扫描检测仪33检测过程的平稳进行。

实施例四：

如图4-5和图10所示，本实施例与实施例1、实施例2、实施例3的区别在于，挤压承载杆43向下插入旋转筒42内并与矩形活动块410固定连接，且矩形活动块410与旋转筒42的内底壁之间固定设置挤压弹簧411，在对裂缝周围进行清理时，挤压弹簧411对矩形活动块410施加向上的推力，从而通过挤压承载杆43对清理压紧盘44施加顶升力，清理压紧盘44紧压住隧道顶壁，有助于在对裂缝四周和内部进行清理时将灰尘脏物完全清理掉，且通过弹性接触以对清理毛刷头45起到保护作用；清理压紧盘44的顶部中心位置处固定设置空心中转盒48，喷气支管46围绕空心中转盒48呈环形阵列分布并与其相通，且相邻两组喷气支管46之间均匀分布清理毛刷头45，优选的，喷气支管46的数目为四组；

进一步而言，旋转筒42内固定设置竖向管412，竖向管412的顶端向上插入挤压承载杆43，输气软管49连通竖向管412顶端与空心中转盒48，清洁机构安装座41内开设有气体中转室416，竖向管412的底端向下延伸入气体中转室416内，鼓风机9安装在第一侧向齿条座65的一侧，清洁机构安装座41上固定设置鼓风管417，鼓风管417的一端与气体中转室416相通，鼓风管417的另一端与鼓风机9的出口相连；在进行裂缝及其周围区域清理时，鼓风机9通过鼓风管417向气体中转室416内鼓入增压空气，气体中转室416内的增压气体通过竖向管412和输气软管49进入空心中转盒48内，空心中转盒48使空气进入各组喷气支管46内，实现增压气体的顺利输送，在实现喷气清理的同时还不会影响旋转筒42的旋转操作，裂缝清理操作更加稳定。

本发明的工作原理：使用时，通过双侧调节机构6使第二固定板11上升，第一固定板10下降，裂缝平稳检测机构3随第二固定板11上升，直至裂缝平稳检测机构3中的两组滚轮36压住隧道顶壁；然后电动行走座1在隧道内不断前进，两组滚轮36沿着隧道顶壁不断滚动，补光照明灯34进行补光以照亮检测区域，裂缝扫描检测仪33对隧道顶壁进行裂缝扫描检测，不需人工手举裂缝扫描检测仪33以实现隧道顶壁裂缝检测，操作简单并节约了人力，且裂缝扫描检测过程更加平稳，检测结果更加准确；当检测到隧道顶壁存在裂缝时，电动行走座1停止前进，通过双侧调节机构6使第二固定板11下降，第一固定板10上升，从而使裂缝平稳检测机构3与隧道顶壁脱离，裂缝刷吹清洁机构4随第一固定板10上升并与隧道顶壁接触；

在对裂缝及其四周区域进行清洁时，调整设备位置以使裂缝刷吹清洁机构4对准裂缝区域，启动裂缝刷吹清洁机构4中的清洁电机413，清洁电机413通过主动齿轮414和外齿圈415使旋转筒42进行水平方向圆周转动，清理压紧盘44随之进行圆周转动，各组清理毛刷头45对隧道顶壁裂缝及其四周区域进行刷扫，与此同时空心中转盒48使增压空气进入各组喷气支管46内，喷气支管46通过喷气嘴47将增压空气喷向隧道顶壁裂缝及其四周区域，刷扫清洁和喷气清洁两者巧妙结合能够显著提高对裂缝的清理效果，有效清除裂缝及其四周区域所附着的碎渣灰尘等污物，不仅有助于提高后续填充时浆料与裂缝内壁的黏附力，还有助于填充时裂缝密封板52完全密封住裂缝；

在对裂缝清洁完成后，通过双侧调节机构6进行调节以使裂缝刷吹清洁机构4与隧道顶壁脱离，此时调整设备位置以使裂缝填充修补机构5与裂缝区域相对应，启动裂缝填充修补机构5中的主电动推杆51，主电动推杆51不断伸长，从而通过两组斜撑杆56使两组压力杆55上升，裂缝密封板52上压住隧道顶壁并密封住裂缝，注浆填充头53插入裂缝中，输浆泵8将修补浆料箱7内的浆料通过浆料输送软管54输送至注浆填充头53，注浆填充头53将修补浆料灌入裂缝中，实现对裂缝的填充，填充完成后使裂缝填充修补机构5下降，裂缝密封板52与隧道顶壁脱离；本发明将裂缝扫描检测、裂缝清洁和裂缝填充修补巧妙结合，三者相互配合以显著提高设备性能，简化操作步骤并节约人力，使用效果极佳。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。