隧道病害施工装置的制作方法

本技术涉及隧道养护设备，尤其涉及一种隧道病害施工装置。

背景技术：

1、在隧道的长期运营维护中，面对地质条件复杂、施工质量差异、使用年限积累、车辆动态荷载及自然灾害等多重挑战，隧道结构易出现裂缝扩展、渗水加剧、形变加剧等潜在病害，严重威胁其安全稳定与顺畅通行。因此，定期实施综合性施工维护(涵盖病害检测与修复)成为不可或缺的保障措施。

2、当前，隧道表面的病害检测一种是采用搭载机械臂的接触网检修车，依赖人工视觉判断与手锤敲击回音分析判断隧道裂纹与渗水问题，这种方式虽直观却存在显著局限：检测过程中，单个隧道拱面在同一时间内仅能聚焦1至2个检测点，点到点的检测，导致整体检测效率低下，同时，由于检测过程中存在人为因素的不确定性(如疲劳、注意力分散等)，也增加了漏检或误检的风险，其次，手动敲击检测主要依赖于敲击声音的回响来判断隧道衬砌内部是否存在空洞或病害。然而，这种方法的准确性高度主要依赖于检测人员的经验和判断力。对于较深的空洞或水层，由于声音在传播过程中会受到介质(如混凝土、岩石、水等)的影响，回响可能变得模糊或难以辨识，因此，无法实现对隧道壁面的全面覆盖性检测，尤其是对于隧道较深的空洞与水层更是无法获知，增加了混凝土失效与隧道土层表面张力下降乃至隧道塌落的风险。

3、而激光雷达作为另一种常规的超前预报手段，在隧道表面质量检测中确实能够一定程度上弥补人工检测的不足，但任存在一定的局限：单一检测的形式，检测精度的相对不足，难以捕捉到所有细微的结构变化，尤其是对于由隧道剪力作用导致的但表面不明显的长裂纹无法检测识别到，这就容易导致当隧道内部存在水层或空腔积水时，这些水分可能悄无声息地沿混凝土内部的微小孔隙或细微裂纹渗出，使得隧道存在潜在风险。

4、同时在隧道表面病害检测识别后，为了确保对问题区域实施且全面的修复工作，往往还需要额外紧急搭建脚手架结构又或者采用检修车的支撑平台，以开辟作业区域，然而上述两种方式各有局限性，检修车的支撑平台，尽管提供了操作空间，但其仅提供一个单一的游离工作面，无法超出游离工作面进行全断面覆盖修复，可能导致修复后渗水问题的侧漏，使得病害问题仅仅在位置间转移而非真正解决，相比之下，脚手架结构虽然能够突破这一局限，实现更广泛的修复作业面，但其安装与拆卸过程往往受限于时间限制(一般为六小时)，容易因赶工导致搭设不规范，安全性难以保证，并且增加了施工复杂度，还影响了整体作业的效率与灵活性。

5、且以往渗水、裂纹等病害检测和修复的操作方式关联性较低，无法形成高效协同的作业体系，导致整体作业流程不够灵活，影响了施工效率与响应速度，且无轮是雷达检测还是人工检测仅能获知已发生的表面病害，无预测表面病害能力，缺少对隧道表面病害的预防力。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供了一种隧道病害施工装置。

2、本技术提供了一种隧道病害施工装置，包括：铁路平车，所述铁路平车与外部火车头可拆卸连接；超前预报检测机构，所述超前预报检测机构设置在所述铁路平车上，所述超前预报检测机构用于采集隧道全断面数据，并进行隧道表面灾害预报与隧道水层灾害预报；驱动底座，所述驱动底座设置在所述铁路平车上，且所述驱动底座与所述超前预报检测机构电连接；施工平台，所述施工平台设置在所述驱动底座，所述施工平台具有展开形态和收缩形态；第一检测机构和第二检测机构，所述第一检测机构和所述第二检测机构设置在所述施工平台上，且所述第一检测机构、所述第二检测机构和所述施工平台分别与所述超前预报检测机构相连，所述第一检测机构和所述第二检测机构用于获取所述施工平台展开形态过程中相对于隧道面的距离；所述超前预报检测机构还用于根据所述隧道全断面数据以及所述第一检测机构和所述第二检测机构的反馈数据，对所述驱动底座和所述施工平台进行控制。

3、在本技术的一个实施例中，所述超前预报检测机构包括信息处理柜、声呐收发设备、激光雷达扫描仪和红外扫描仪，其中，所述信息处理柜设置在所述铁路平车上；所述声呐收发设备、所述激光雷达扫描仪和所述红外扫描仪分别设置在所述信息处理柜上，且所述声呐收发设备、所述激光雷达扫描仪和所述红外扫描仪分别与所述信息处理柜电连接。

4、在本技术的一个实施例中，所述激光雷达扫描仪和所述红外扫描仪均能调整扫描的角度。

5、在本技术的一个实施例中，所述驱动底座包括底部支架、安装台、两组液压支腿、齿圈、电机和齿轮，其中，所述底部支架放置在所述铁路平车上，且所述底部支架的两侧分别固定连接有一组所述液压支腿；所述安装台转动连接在所述底部支架上；所述齿圈固定在所述安装台的内壁上；所述电机固定在所述底部支架上，且所述电机布置在所述安装台的内部；所述齿轮固定在所述电机的输出轴上，且所述齿轮与所述齿圈啮合连接。

6、在本技术的一个实施例中，所述液压支腿包括两个第一液压缸和两个第二液压缸，其中，两个所述第二液压缸贴合布置在所述铁路平车上，且两个所述第二液压缸并排固定布置且伸缩朝向相反，所述底部支架与临近的一个所述第二液压缸固定连接；所述第一液压缸与所述第二液压缸的伸缩端可转动连接。

7、在本技术的一个实施例中，所述施工平台包括第一平台、两个第二平台、第三平台、两个第四平台、两个第五平台和第六平台，其中，所述第一平台设置在所述安装台上；两个所述第二平台分别对称分布设置在所述第一平台上；所述第三平台通过立柱固定设置在所述第一平台上；两个所述第四平台均固定在所述第一平台上，且两个所述第四平台分别分布在所述第三平台的两侧；两个所述第五平台和所述第六平台分别通过升降架可升降设置在所述第三平台上，且两个所述第五平台对称分布在所述第六平台两侧。

8、在本技术的一个实施例中，所述第六平台包括主平台和两个辅助平台，其中，所述主平台通过升降架可升降设置在所述第三平台上；两个所述辅助平台分别可滑动连接在所述主平台内部，且两个所述辅助平台之间连接有用于驱动两个所述辅助平台相对移动或者向相向移动的驱动机构；所述第二平台、所述第四平台和所述辅助平台分别为电动伸缩平台，且所述第二平台、所述第四平台和所述辅助平台的下方设置有所述第二检测机构；所述第五平台和所述主平台的两侧分别设置有转动的侧板，且所述第五平台和所述主平台与对应所述侧板之间加装有液压杆；所述第五平台和所述主平台上设置有所述第一检测机构。

9、在本技术的一个实施例中，所述第一检测机构包括第一激光测距仪和第二激光测距仪，其中，每个所述侧板上分别设置有第一激光测距仪，所述第五平台和所述主平台上分别设置第二激光测距仪；所述第二检测机构包括第三激光测距仪和第四激光测距仪，其中，所述第二平台、所述第四平台和所述辅助平台的下表面设置有第四激光测距仪，且所述第二平台、所述第四平台和所述辅助平台的伸缩平台的下表面设置有所述第三激光测距仪。

10、在本技术的一个实施例中，本技术还包括供电设备，所述供电设备分别与所述超前预报检测机构、所述驱动底座、所述施工平台、所述第一检测机构和所述第二检测机构连接；所述供电设备为柴油发电机。

11、在本技术的一个实施例中，本技术还包括多个悬吊竖梁，多个所述悬吊竖梁对称分布固定在所述第三平台上，所述悬吊竖梁用于悬吊施工设备。

12、本技术实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

13、(1)超前预报检测机构采用非接触、多种检测相结合的形式对隧道病害检测施工，不仅能够实现隧道全拱面覆盖性地地高效检测，确保了检测范围的全面性与细致性，还显著提升了检测作业的速度与效率，并结合超前预报检测机构的算法内集成数据挖掘与遗传算法，能够快速发现隧道渗水问题，准确的检测到通过混凝土渗析出的液体与从裂纹中流出的液体可在病害还未能通过肉眼发觉前提前获知，进一步优化隧道病害预测能力，进行病害预报，从而提高了隧道病害预报的准确性与时效性，由被动应对到主动预防的转变，有效遏制了因病害滞后发现与处理所带来的风险与损失。

14、(2)在修复环节，通过超前预报检测机构根据隧道全断面数据以及获取到的隧道拱面曲线及接触线等复杂边界条件后，并配合第一检测机构和第二检测机构作为反馈机制协同工作，能够对驱动底座、施工平台进行控制，推动多工作面协同作业模式，使得施工平台变形，应对不同隧道曲线，实现单双线隧道兼容的全断面工作平台的精确搭建，构建出全方位覆盖的作业面，满足不同施工空间要求，杜绝了修复过程中可能出现的侧漏问题，确保了修复质量，且使得整体作业流程更加灵活，显著提升了施工效率与安全性。

15、(3)施工平台收缩形态下在可使得施工平台在铁路机车车辆限界内，从而满足隧道内运输不超限的要求，使的本隧道病害施工装置可在铁路全境线上运输，通过性强，不受到隧道一级、二级超限的困扰，可运输至任意路局与货站。