[发明专利]隧道二次衬砌补充注浆厚度检测设备

说明书

本发明涉及隧道衬砌厚度检测技术。本发明公开了一种隧道二次衬砌补充注浆厚度检测设备，包括超声波发生器、超声波发射探头、超声波接收探头、超声波接收器、数据处理系统和电源装置；所述超声波发生器输出的超声波脉冲信号，驱动超声波发射探头发出超声波；所述超声波接收探头接收反射回来的超声波信号，将其转换为电信号输入超声波接收器；所述数据处理系统与超声波发生器和超声波接收器连接，控制超声波发生器通过超声波发射探头发出超声波信号，并接收超声波接收器输出的电信号；所述电源装置为设备提供电源。本发明能够满足隧道二次衬砌补充注浆厚度实时检测的要求，在隧道二次衬砌补充注浆施工过程中，实时便捷地检测二次衬砌厚度。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术，特别涉及隧道衬砌厚度检测技术，具体涉及隧道二次衬砌补充注浆厚度检测设备。

背景技术

衬砌是为了防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常应用于交通隧道、水利渠道中。

二次衬砌是和初期支护相对而言的，是在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建的内层衬砌。隧道二次衬砌，是提供安全储备或承受后期围岩压力的隧道重要结构。

隧道二次衬砌在施工过程中，经常会由于水泥混凝土流动性不好、泵送压力不足、抽拔泵送管过早、排气管安装不规范等原因，导致隧道拱顶混凝土注浆欠饱满，加之二次衬砌混凝土在重力及干缩效应等影响下，致使隧道二次衬砌拱顶混凝土极易出现拱顶脱空、厚度不足问题。隧道二次衬砌厚度不足，影响隧道结构的整体稳定性，威胁隧道安全运营。

为了弥补隧道二次衬砌厚度不足问题，施工单位通常采用补充注浆的办法，补足隧道二次衬砌厚度，并增加二次衬砌强度。

现有技术隧道二次衬砌补充注浆，依靠控制注浆压力判断是否已注满二次衬砌拱顶脱空。此方法仅可间接判断二次衬砌补充注浆是否已注满拱顶脱空，不能够直接准确判断隧道二次衬砌厚度是否已达到设计标准。尤其在遇到堵管或排气管安装不到位致使有气囊存在的情况下，注浆压力会急剧增高，造成隧道二次衬砌拱顶脱空已注满的假象。因此，如果以直接表征指标(隧道二次衬砌厚度值)，进行补充注浆控制，将克服仅依靠间接控制指标(注浆压力)判断是否已注满二次衬砌拱顶脱空方法的缺陷。

而目前常用的隧道二次衬砌厚度检测技术，主要有有损钻孔检测法和无损地质雷达检测法两种。有损钻孔检测法，实施繁琐，对已有隧道二次衬砌造成二次破坏；且由于二次衬砌补充注浆液固化需要一定时间，在补充注浆液凝结固化前，实施钻孔易造成浆液外流，无法实现补充注浆过程中隧道二次衬砌厚度的实时检测。无损地质雷达检测法，虽可克服有损钻孔检测法造成的浆液外流问题，但是由于地质雷达电磁波信号对水和空气非常敏感的原因，通常只有等隧道二次衬砌补充注浆液完全干后(通常两周以后)方可进行准确检测。可见，目前常用的两种已有隧道二次衬砌厚度检测方法，均不能胜任隧道二次衬砌补充注浆厚度实时检测的任务。

同时，地质雷达在检测隧道二次衬砌时，为了穿透钢拱架及钢筋网片等金属材料，通常采用重且体积庞大的低频天线，检测过程中操作困难。地质雷达数据处理滞后，无法实现实时厚度检测；且对检测操作人员的素质要求高，需经过专业培训人员才能胜任检测工作。另地质雷达检测采用电磁波，易对操作人员健康产生危害。

发明内容

本发明的主要目的在于提供隧道二次衬砌补充注浆厚度检测设备，以克服现有方法不能实时检测隧道二次衬砌补充注浆厚度和地质雷达易产生电磁辐射危害的问题。

为了实现上述目的，根据本发明具体实施方式的一个方面，提供了一种隧道二次衬砌补充注浆厚度检测设备，包括超声波发生器、超声波发射探头、超声波接收探头、超声波接收器、数据处理系统和电源装置；

所述超声波发生器与超声波发射探头连接，所述超声波发生器输出的超声波脉冲信号，驱动超声波发射探头发出超声波；