一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及隧道注浆检测技术领域，尤其是涉及一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法。

背景技术

在对隧道进行开挖施工过程中，需要对隧道进行初步的支护，以保证施工的安全，隧道初期的支护称之为“初支”。初支完成后，需要对隧道进行二次加固，称为“二衬”，二衬采用混凝土浇筑制成。在二衬施工过程中通常采用带模注浆，由于受隧道爆破、防水板、模板、浇筑压力或方式的影响，在拱顶或侧壁拱腰等部分容易形成脱空，影响二衬的质量。针对二衬脱空的检测一般是灌注后，在砼固化后，多采用钻孔检查法或无损的地质雷达法，钻孔检查法破坏了衬砌的整体性，地质雷达法虽然解决了对衬砌的破坏问题，但是都需要对二衬进行后续的脱空处理，造成隧道二衬施工效率比较低。如何能够从混凝土浇筑时就降低二衬的脱空问题，对提高隧道二衬施工效率具有非常重要的意义。目前在浇筑过程中所使用的检测技术多为光栅式传感器、压力传感器，使用后传感器埋入施工现场，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法，在二衬混凝土浇筑过程中对混凝土的浇筑情况进行检测，检测装置的检测机构和报警机构都可以进行重复利用，降低成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种隧道二衬注浆防脱空检测装置，包括报警机构和检测机构，报警机构与检测机构之间电连接，相邻的检测机构之间通过连接管连接，检测机构的外部设置有防护管，防护管一端与连接管之间通过夹紧盘固定；

检测机构包括检测盒，检测盒的一侧壁上设置有检测结构，检测盒的侧壁上设置有支撑检测盒的支撑结构，检测盒的两端设置有与连接管进行连接的套管，检测盒的内部设置有导电结构，导电结构与检测结构连接；

防护管的侧壁上设置有使检测结构端头伸出的通孔，防护管上设置有将通孔进行封堵的弹性膜。

优选的，所述检测结构包括探头，探头的一端设置有连杆，连杆的外部套设有固定套，固定套固定设置在检测盒上，固定套与探头之间设置有第一弹簧，第一弹簧套设在连杆的外部，检测盒上设置有对连杆进行限位的限位结构；检测盒上设置有使连杆穿过的孔，导电结构设置在连杆的底部。

优选的，所述限位结构包括限位销，限位销固定设置在检测盒上，连杆上设置有使限位销穿过的长条形的限位孔，限位销与限位孔滑动连接。

优选的，所述导电结构包括导电片，连杆的底端设置有安装槽，导电片上设置的连接杆插入安装槽内并与安装槽螺纹连接，导电片的下方设置有接线盒，接线盒固定在检测盒的内部，接线盒的顶部设置有接线柱，接线柱位于导电片的正下方。

优选的，所述支撑结构包括固定筒，固定筒与检测盒外壁固定连接，固定筒的内部滑动设置有滑杆，滑杆与固定筒之间设置有第二弹簧，固定筒的侧壁上设置有固定销，滑杆上设置有使固定销穿过的长条形的滑孔，固定销与滑孔滑动连接，滑杆伸出固定筒的一端设置有安装架，安装架上转动设置有滚轮，滚轮在第二弹簧的作用下与防护管的内壁接触。

优选的，所述夹紧盘的中部设置有贯穿夹紧盘的连接筒，连接管与连接筒连接；夹紧盘的边缘设置有卡槽，防护管的一端卡设在卡槽内。

优选的，所述报警机构包括报警箱，报警箱的一侧设置有箱门，箱门与报警箱之间铰接，报警箱的内部设置有接线板，接线板上设置有与检测机构一一对应的报警灯，报警灯与检测机构之间电连接。

上述隧道二衬注浆防脱空检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、将连接管插入到套管内，将若干个检测盒通过连接管连接在一起，将接线盒上设置的导线从连接管和套管内穿出；

S2、将连接好的检测盒推入防护管内，检测盒上的探头正对防护管上开设的通孔，将连接管固定在连接筒上，导线从连接筒内穿出与报警机构的接线板连接，防护管的两端插入夹紧盘的卡槽内；

S3、在防护管的外部套设弹性膜，弹性膜将防护管上的通孔进行封闭；

S4、将组装好的检测装置放入待检测环境中；

S5、检测完成后将连接管和检测机构从防护管中取出，对防护管进行灌注，连接管、检测机构和报警机构重复使用。

本发明所述的一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法的优点和积极效果是：

1、本发明所述的检测装置相邻的报警机构之间通过连接管连接，连接管与检测装置之间螺纹连接，相邻检测装置之间的距离可以根据需要进行灵活的设置，使用方便。

2、在防护管上设置是探头穿过的通孔，通过混凝土对探头的压力，探头带动连杆和导电片移动，导电片将两个接线柱连通，形成回路，报警灯报警，结构简单，使用方便。

3、检测盒的侧壁上设置支撑结构，通过支撑结构对检测盒进行支撑，提高了检测盒的稳定性。支撑结构上的滚轮减小了检测盒移动时与防护管内壁的摩擦力，便于检测盒的移动。

4、检测装置的检测机构、连接管和报警机构都可以从防护管中取出实现重复利用，有效的降低了检测装置的成本。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的结构示意图；

图2为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的内部结构示意图；

图3为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的检测机构结构示意图；

图4为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的检测机构安装结构示意图；

图5为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的检测机构内部结构示意图；

图6为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的检测结构示意图；

图7为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的支撑结构示意图；

图8为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的支撑结构截面结构示意图；

图9为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的报警机构结构示意图；

图10为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的夹紧盘结构示意图；

图11为本发明一种隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法实施例的夹紧盘截面结构示意图。

附图标记

1、报警机构；11、报警箱；12、箱门；13、接线板；14、报警灯；

2、检测机构；

21、检测盒；211、导电片；212、接线盒；213、接线柱；214、连接杆；215、限位销；

22、检测结构；221、探头；222、连杆；223、固定套；224、第一弹簧；225、限位孔；

23、支撑结构；231、固定筒；232、滑杆；233、滚轮；234、安装架；235、固定销；236、第二弹簧；237、滑孔；

24、套管；

3、防护管；4、弹性膜；5、夹紧盘；51、连接筒；52、卡槽；6、导线；7、连接管；

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

如图1-11所示，一种隧道二衬注浆防脱空检测装置，包括报警机构1和检测机构2，报警机构1与检测机构2之间通过导线6进行电连接。检测机构2用于检测混凝土的浇注位置，报警机构1用于进行报警。相邻的检测机构2之间通过连接管7连接，连接管7的长度可以根据需要进行设置，连接管7之间采用螺纹进行连接。连接管7对检测机构2具有支撑的作用，用于控制相邻检测机构2之间的距离。

检测机构2的外部设置有防护管3，防护管3为RPC管。防护管3对检测机构2进行防护。防护管3一端与连接管7之间通过夹紧盘5固定。夹紧盘5的中部设置有贯穿夹紧盘5的连接筒51，连接筒51与夹紧盘5为一体结构或固定连接。连接筒51的内壁上设置有内螺纹，连接管7端头设置的外螺纹与连接筒51的内螺纹进行螺纹连接。连接筒51的内部空腔与连接管7的内部空腔连通，导线6从连接筒51和连接管7的内部空腔中穿过。夹紧盘5的边缘设置有卡槽52，防护管3的一端卡设在卡槽52内。夹紧盘5将防护管3的端头进行封闭。

检测机构2包括检测盒21，检测盒21的一侧壁上设置有检测结构22，检测盒21的其余三个侧壁上设置有支撑检测盒21的支撑结构23。检测盒21的两端设置有与连接管7进行连接的套管24，套管24的一端通过螺栓固定在检测盒21的端头侧壁上。检测盒21上设置有连接管7穿过的孔。套管24的内壁上设置有内螺纹，套管24通过内螺纹与连接管7的外螺纹进行螺纹连接。

检测结构22包括探头221，探头221的一端固定设置有连杆222。连杆222的外部套设有固定套223，连杆222与固定套223滑动连接。固定套223通过螺栓固定设置在检测盒21上。固定套223与探头221之间设置有第一弹簧224，第一弹簧224套设在连杆222的外部，第一弹簧224的两端分别固定在探头221和固定套223上。防护管3的侧壁上设置有使探头221端头伸出的通孔，探头221为锥形结构，通孔的孔径大于探头221尖端的直径并小于探头221底端的直径，使得探头221在第一弹簧224的作用下一部分通过通孔伸出防护管3。防护管3上设置有将通孔进行封堵的弹性膜4，弹性膜4对探头221具有保护的作用，也可以避免混凝土砂浆通过通孔流入防护管3内。

检测盒21上设置有使连杆222穿过的孔，检测盒21上设置有对连杆222进行限位的限位结构。限位结构包括限位销215，限位销215固定设置在检测盒21上。连杆222上设置有使限位销215穿过的长条形的限位孔225，限位孔225的宽度略大于限位销215的直径，使得限位销215正好插入限位孔225内，并与限位孔225滑动连接。限位销215和限位孔225对连杆222具有导向和限位的作用，使得连杆222只能沿着固定套223滑动。

检测盒21的内部设置有导电结构，导电结构设置在连杆222的底部。导电结构包括导电片211，连杆222的底端设置有安装槽，导电片211上设置的连接杆214插入安装槽内，连接杆214与安装槽螺纹连接。导电片211的下方设置有接线盒212，接线盒212通过螺栓固定在检测盒21的内部。接线盒212的顶部设置有接线柱213，接线柱213位于导电片211的正下方。可以通过转动连接杆214，调整导电片211与接线柱213之间的距离。

支撑结构23包括固定筒231，固定筒231与检测盒21外壁通过螺栓固定连接。固定筒231的内部滑动设置有滑杆232，滑杆232与固定筒231之间设置有第二弹簧236，第二弹簧236的两端分别固定在滑杆232和固定筒231上。固定筒231的侧壁上固定设置有固定销235，滑杆232上设置有使固定销235穿过的长条形的滑孔237，固定销235与滑孔237滑动连接，滑孔237的宽度略大于固定销235的直径，使得固定销235正好穿过滑孔237。固定销235和滑孔237对滑杆232的滑动具有限位和导向的作用，使得滑杆232只能沿着固定筒231滑动。滑杆232伸出固定筒231的一端设置有安装架234，安装架234与滑杆232的端头螺纹连接。安装架234上转动设置有滚轮233，滚轮233在第二弹簧236的作用下与防护管3的内壁接触。同一检测盒21上的三个滚轮233对检测盒21进行支撑，并较小检测盒21与防护管3之间移动的摩擦力。

报警机构1包括报警箱11，报警箱11的一侧设置有箱门12，箱门12与报警箱11之间铰接。报警箱11的内部设置有接线板13，接线板13上设置有与检测机构2一一对应的报警灯14，报警灯14与检测机构2之间通过导线6电连接。

基于上述隧道二衬注浆防脱空检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、将连接管7插入到套管24内，连接管7与套管24螺纹连接在一起，通过连接管7将4个检测盒21固定连接在一起。接线盒212上设置的导线6从连接管7和套管24内穿出。

S2、将连接好的检测盒21推入防护管3内，滚轮233在第二弹簧236的作用下沿着防护管3的内壁移动，检测盒21移动到预定位置后，调整探头221的位置，使检测盒21上的探头221正对防护管3上开设的通孔，探头221一端从通孔处伸出。将连接管7通过螺纹固定在连接筒51上，导线6从连接筒51内穿出与报警机构1的接线板13连接，防护管3的两端插入夹紧盘5的卡槽52内。检测盒21之间并联连接。

S3、在防护管3的外部套设弹性膜4，弹性膜4将防护管3上的通孔进行封闭。

S4、将组装好的检测装置放入待检测环境中。

随着混凝土的浇注，混凝土触碰在弹性膜4后，混凝土通过弹性膜4对探头221施加压力，探头221在混凝土的压力下压缩第一弹簧224，探头221通过连杆222带动导电片211向下移动，导电片211将两个接线柱213连接，形成回路，报警装置的相应报警灯14报警，从而停止该处注浆孔的注浆，并将注浆孔进行封堵。当四个报警灯14全部报警后，完成检测。将夹紧盘5从防护管3上取下，从防护管3中将检测机构2拉出，利用注孔法在防护管3内注满混凝土。检测机构2和报警机构1可以进行重复利用。根据需要在二衬内需要检测的位置设置探头，通过探头检测该处混凝土的浇筑情况，有利于保证二衬浇筑的充盈性，减轻脱空的现象。

探头221处第一弹簧224的弹性系数沿小于第二弹簧236的弹性系数，提高探头221的敏感性和整个装置工作的稳定性。

在二衬注浆过程中，放入三套上述检测装置，一个设置在顶部，两个设置在拱部，两拱部的夹角为120°。

因此，本发明采用上述隧道二衬注浆防脱空检测装置及检测方法，能够在二衬混凝土浇筑过程中对混凝土的浇筑情况进行检测，检测装置的检测机构和报警机构都可以进行重复利用，降低成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。