[发明专利]一种隧道全自动喷淋养护设备及其控制系统

说明书

本发明提供一种隧道全自动喷淋养护设备，适用于隧道顶部混凝土的养护，主要包括：距离传感器、喷淋组件、支架、升降装置、升降电机、水泵、行走电机、链传动、车身、水箱、磁翻板液位计、电气控制柜。本发明操作简便，能够自动行走、反向行走和喷淋，如有需要也可以切换成手动控制。自动调节喷淋水量的大小，使喷淋水量达到最佳状态，有效地减少衬砌混凝土表面裂纹，保证混凝土衬砌强度和耐久性，间接地产生经济效益，适用于各种类型的隧道衬砌混凝土养护施工；本发明提高了施工效率，降低了养护工序成本，改善了混凝土外观质量，净化了洞内空气，提高了安全可靠性。本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

技术领域

本发明 涉属于隧道养护设备，确切地说是隧道全自动喷淋养护设备及其控制系统。

技术背景

随着我国道路建设的快速发展，高原、山岭隧道工程所占的比例逐步增加，同时对隧道衬砌混凝土的强度、抗渗性能、耐久性也提出了更高的要求。隧道主要支护形式为初期支护和二衬支护，初期支护中必然要用到喷射混凝土，二衬支护主要为浇筑混凝土。

混凝土发生湿度变化，其体积也相应地发生膨胀或者收缩线性。对于新浇筑的混凝土，由于湿度变化而引起的体积变形为塑性收缩；对于硬化混凝土，由于湿度变化而引起的体积变形为干燥收缩。混凝土表面脱水的速率大时，混凝土内部出现负的毛细管压力，并产生浆体体积的塑性收缩。由于收缩在混凝土块体内是不均匀的，这种体积变化的差异可产生拉应力，促使混凝土块体出现裂缝，从而破坏表面层表面的完整性，并降低其耐久性。

在隧道工程施工中，长大隧道因洞内温度较恒定，洞内空气有一定湿度，在混凝土养护工序控制上，普遍存在重视不够、控制不严的现象，致使初支混凝土和二衬混凝土养护不到位，强度和耐久性受到影响。而且，由于长大隧道断面大、距离远，采用人工洒水养护无法保证洒水均匀，混凝土养护问题成为隧道施工中普遍存在的问题。

目前，虽然有喷水养护的设备，但是也需要工人现场操作，自动化水平低。

发明内容

为解决上述问题，本发明 的目的是提供一种隧道全自动喷淋养护设备及其控制系统，以下简称养护设备。

本发明 为实现上述目的，通过以下技术方案实现：养护设备主要包括距离传感器、喷淋组件、支架、升降装置、升降电机、水泵、行走电机、链传动、车身、水箱、磁翻板液位计、电气控制柜。车身由底座和两组轮对构成，支架、水泵和水箱安装在车身上，喷淋组件和升降装置安装在支架上，喷淋组件由三根水管经三角架连接而成，水管端面圆弧部分均匀布满雾化喷头。

养护设备的使用方法，包括下述步骤：①操作人员登录手机客户端，点击客户端的物联网程序上的开机指令，远程启动设备开机，安装在养护设备上的电气控制柜面板上的电源灯亮，表示设备开机，同时在手机客户端的界面上显示开机。在PLC中预先设置好运行时间和往复次数后，启动自动运行程序，距离传感器判断当前喷淋管与硐室的衬砌轮廓之间的距离，如果在0.15～0.25m范围内，则养护设备行走电机自动启动，若超出0.15～0.25m范围，传感器则将信号反馈到PLC当中，PLC控制升降电机对喷淋管的高度进行调整，高度调整完成后，养护设备行走电机自动启动。②在养护设备沿轨道方向匀速行走过程中，当养护设备行走了预定时间后，PCL控制电机反转，养护设备沿原路返回。③养护设备工作：养护设备开始行走后，PLC控制水泵启动，养护设备进行喷淋作业。④水位监测：水箱上装有磁翻板液位计，对水箱中剩余水量进行监测。