[发明专利]高精度盾构隧道壁注浆检测系统及方法

说明书

本公开涉及高精度盾构隧道壁注浆检测系统及方法，以解决相关技术中盾构隧道壁注浆探测准确性较低的问题，包括：控制模块、与控制模块通信连接的多个探测模块，每一探测模块包括多个声音发射单元和与每一声音发射单元对应设置的声音接收单元；每一探测模块中的多个声音发射单元设置在阶梯状的高度不同的发射基座上；控制模块用于，控制多个声音发射单元向被检测区域发出预设频率的出射声波信号，并控制声音接收单元接收经被检测区域反射的反射声波信号，并根据接收到的相同频率的出射声波信号与反射声波信号的时间差、不同发射平面的高度差以及出射声波信号的传播速度，确定待检测区域的注浆属性信息。可以提高盾构隧道壁注浆探测的准确性。

技术领域

本公开涉及隧道建造技术领域，尤其涉及高精度盾构隧道壁注浆检测系统及方法。

背景技术

盾构隧道壁注浆完成后需要检测注浆厚度、注浆密度等，通常通过探地雷达进行相关检测，具体为通过发射天线向待检测区域发射高频电磁波，并通过接收天线接收反射的电磁波，因电磁波在地下介质中传播时，遇到存在电性差异的界面就会发生反射，因而可以根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间变化特征等信息，确定待检测区域的地下介质的空间位置、结构、形态和厚度。

然而针对盾构机管片注浆来说，如果外侧岩壁属性（主要是介电常数等）与注浆接近时，反射波的相变较小，无法分辨注浆的厚度和密度。并且，盾构机管片是由钢筋混凝土制成，钢筋骨架形成网状结构，厘米级的结构尺寸与厘米级的电磁波的波长存在较为明显的衍射现象，会对反射波造成明显的干扰，降低了探测的准确度。此外，由于电磁波的穿透性较弱，会造成回波信号较弱，难以准确识别。

发明内容

为克服相关技术中由于受筋骨架形成网状结构衍射干扰及电磁波穿透性影响，导致盾构隧道壁注浆探测准确性较低的问题，本公开提供高精度盾构隧道壁注浆检测系统及方法。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种高精度盾构隧道壁注浆检测系统，包括：

控制模块、与所述控制模块通信连接的多个探测模块，其中，每一所述探测模块包括多个声音发射单元和与每一所述声音发射单元对应设置的声音接收单元；

其中，每一所述探测模块中的所述多个声音发射单元设置在阶梯状的高度不同的发射基座上；

所述控制模块用于，控制所述多个声音发射单元向被检测区域发出预设频率的出射声波信号，并控制所述声音接收单元接收经所述被检测区域反射的反射声波信号，并根据接收到的相同频率的所述出射声波信号与所述反射声波信号的时间差、不同发射平面的高度差以及所述出射声波信号的传播速度，确定所述待检测区域的注浆属性信息。

在其中一个实施例中，所述多个探测模块之间发出的声音的频率不同、且每一探测模块中的多个声音发射单元发出的声音的频率相同。

在其中一个实施例中，所述发射基座之间的高度差不同、且所述发射基座之间的距离不同。

在其中一个实施例中，所述多个探测模块呈直线分布，且相邻探测模块之间的间隔距离相同。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：机械移动模块，所述机械移动模块与所述控制模块通讯连接，所述多个探测模块设置于所述机械移动模块上，所述多个探测模块随所述机械移动模块移动而移动检测位置；

所述控制模块用于，控制所述机械移动模块沿管片轨道移动。