本發(fā)明涉及隧道維護(hù)，具體地涉及一種隧道病害整治系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隧道病害指隧道出現(xiàn)的缺陷，例如壁面空洞和裂損等。國(guó)內(nèi)外隧道病害同功能的高空作業(yè)平臺(tái)的機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)不同，大多數(shù)的隧道病害的機(jī)械手臂都不能自動(dòng)化地協(xié)同工作，需要人為手動(dòng)操作，只有當(dāng)檢測(cè)與勘探的機(jī)械手臂對(duì)隧道的病害的種類(lèi)及病害的位置檢測(cè)確定結(jié)束后，整治和修理的機(jī)械手臂才能開(kāi)始工作，對(duì)隧道病害整治的結(jié)果不能及時(shí)地反饋給檢測(cè)和勘探機(jī)械手臂，這樣不僅工作效率低，而且工作質(zhì)量差，嚴(yán)重影響對(duì)隧道病害的檢測(cè)和整治進(jìn)度及效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的工作效率低而且工作質(zhì)量差問(wèn)題，提供一種隧道病害整治系統(tǒng)，該隧道病害整治系統(tǒng)可以提高工作效率和工作質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種隧道病害整治系統(tǒng)，該隧道病害整治系統(tǒng)包括：檢測(cè)裝置、整治裝置、專(zhuān)家系統(tǒng)以及中央控制器，其中，所述檢測(cè)裝置，用于不斷檢測(cè)病害的位置和病害類(lèi)型，并將所檢測(cè)的病害的位置和病害類(lèi)型信息發(fā)送給所述中央控制器；所述中央控制器，用于根據(jù)所述病害的位置和所述病害類(lèi)型信息從所述專(zhuān)家系統(tǒng)獲取治理方案，并根據(jù)所述治理方案發(fā)送修復(fù)指令至所述整治裝置；所述整治裝置，用于與所述檢測(cè)裝置協(xié)同工作，在所述檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害進(jìn)行修復(fù)。

優(yōu)選地，所述整治裝置完成所述修復(fù)指令之后，發(fā)送修復(fù)完成信號(hào)至所述中央控制器。

優(yōu)選地，所述檢測(cè)裝置包括探測(cè)雷達(dá)，用于探測(cè)病害。

優(yōu)選地，該隧道病害整治系統(tǒng)還包括機(jī)械手臂，用于支撐所述檢測(cè)裝置和所述整治裝置，使所述檢測(cè)裝置和所述整治裝置移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述整治裝置包括鑿巖機(jī)，用于開(kāi)鑿巖石。

優(yōu)選地，所述整治裝置包括注漿機(jī)，用于進(jìn)行灌漿。

優(yōu)選地，所述檢測(cè)裝置包括圖像采集單元，用于采集隧道圖像。

優(yōu)選地，所述中央控制器包括：識(shí)別單元，用于將所述隧道圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像對(duì)比，以識(shí)別所述隧道圖像中的隧道是否出現(xiàn)病害。

優(yōu)選地，在所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到隧道壁面裂紋長(zhǎng)度l＞10米，寬度a＞5毫米時(shí)，所述整治裝置根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置先開(kāi)鑿泄水口，再雙液注漿堵水。

優(yōu)選地，在所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到隧道壁面開(kāi)裂或者厚度小于閾值時(shí)，所述整治裝置根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置內(nèi)表面補(bǔ)強(qiáng)或內(nèi)襯。

通過(guò)上述技術(shù)方案，采用本發(fā)明提供的隧道病害整治系統(tǒng)，該隧道病害整治系統(tǒng)包括：檢測(cè)裝置、整治裝置、專(zhuān)家系統(tǒng)以及中央控制器，其中，所述檢測(cè)裝置，用于不斷檢測(cè)病害的位置和病害類(lèi)型，并將所檢測(cè)的病害的位置和病害類(lèi)型信息發(fā)送給所述中央控制器；所述中央控制器，用于根據(jù)所述病害的位置和所述病害類(lèi)型信息從所述專(zhuān)家系統(tǒng)獲取治理方案，并根據(jù)所述治理方案發(fā)送修復(fù)指令至所述整治裝置；所述整治裝置，用于與所述檢測(cè)裝置協(xié)同工作，在所述檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害進(jìn)行修復(fù)。該隧道病害整治系統(tǒng)可以提高工作效率和工作質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的隧道病害整治系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的隧道病害整治系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1檢測(cè)裝置2整治裝置

3中央控制器11圖像采集單元

31識(shí)別單元。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的隧道病害整治系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該隧道病害整治系統(tǒng)包括：檢測(cè)裝置1、整治裝置2以及中央控制器3，其中，所述檢測(cè)裝置1，用于不斷檢測(cè)病害的位置和病害類(lèi)型，并將所檢測(cè)的病害的位置和病害類(lèi)型信息發(fā)送給所述中央控制器3；所述中央控制器3包括專(zhuān)家系統(tǒng)，用于根據(jù)所述病害的位置和所述病害類(lèi)型信息從專(zhuān)家系統(tǒng)獲取治理方案，并根據(jù)所述治理方案發(fā)送修復(fù)指令至所述整治裝置2；所述整治裝置2，用于與所述檢測(cè)裝置協(xié)同工作，在所述檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害進(jìn)行修復(fù)。

優(yōu)選地，所述檢測(cè)裝置1包括探測(cè)雷達(dá)，用于探測(cè)病害。該隧道病害整治系統(tǒng)包括機(jī)械手臂，用于支撐所述檢測(cè)裝置1和所述整治裝置2，使所述檢測(cè)裝置1和所述整治裝置2移動(dòng)。機(jī)械手臂可以保證檢測(cè)裝置1和整治裝置2到達(dá)隧道的各個(gè)位置。所述整治裝置2包括鑿巖機(jī)，用于開(kāi)鑿巖石。所述整治裝置2包括注漿機(jī)，用于進(jìn)行灌漿。

專(zhuān)家系統(tǒng)包括對(duì)應(yīng)各種病害類(lèi)型和病害位置的治理方案，中央控制器可以根據(jù)病害位置和病害類(lèi)型直接從專(zhuān)家系統(tǒng)獲取如何進(jìn)行治理。

檢測(cè)裝置1可以自行識(shí)別或處理以得到病害的位置和病害類(lèi)型，并直接發(fā)送病害位置和病害類(lèi)型至中央控制器3，也可以使用如圖2的結(jié)構(gòu)：

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的隧道病害整治系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示，檢測(cè)裝置1可以包括圖像采集單元11，用于采集隧道圖像。檢測(cè)裝置1可以不對(duì)該圖像進(jìn)行分析，直接發(fā)送采集到的隧道圖像(顯然該圖像中具有病害位置和病害類(lèi)型信息)至中央控制器3。中央控制器3可以包括識(shí)別單元31，用于將所述隧道圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像對(duì)比，以識(shí)別所述隧道圖像中的隧道是否出現(xiàn)病害。另外，中央控制器3可以根據(jù)自身輸入的邏輯，判斷病害的類(lèi)型、病害的嚴(yán)重程度，并根據(jù)該病害從專(zhuān)家系統(tǒng)獲取如何處理該病害，并將如何處理病害的命令下達(dá)給整治裝置2，以便于整治裝置2對(duì)病害進(jìn)行修復(fù)。在所述整治裝置2完成所述修復(fù)指令之后，發(fā)送修復(fù)完成信號(hào)至所述中央控制器3。

在整治裝置2對(duì)隧道進(jìn)行修復(fù)時(shí)，檢測(cè)裝置1仍然不斷地在繼續(xù)檢測(cè)病害，并不斷發(fā)送當(dāng)前的情況給中央控制器3，以便于中央控制器3可以隨時(shí)了解隧道病害情況，并在接收到修復(fù)完成信號(hào)之后第一時(shí)間判斷病害是否完全修復(fù)，并在未完全修復(fù)時(shí)繼續(xù)進(jìn)行有針對(duì)性的處理。整治裝置2與檢測(cè)裝置1協(xié)同工作，在整治裝置2進(jìn)行病害治理時(shí)，檢測(cè)裝置1仍在進(jìn)行檢測(cè)，直到中央控制器3判斷病害完全修復(fù)為止。

以下是本發(fā)明提供的對(duì)于襯砌裂損的治理方法，襯砌指的是為防止圍巖變形或坍塌，沿隧道洞身周邊用鋼筋混凝土等材料修建的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。

通過(guò)帶有探地雷達(dá)的檢測(cè)裝置1對(duì)病害隧道的壁面進(jìn)行掃描和檢查，可以生成隧道墻面雷達(dá)圖，將探地雷達(dá)所生成的隧道病害圖傳給中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)，中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)算法對(duì)襯砌裂紋位置的坐標(biāo)進(jìn)行確定。通過(guò)中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)探地雷達(dá)檢測(cè)出來(lái)的隧道壁面雷達(dá)圖中的襯砌的接縫處的裂紋進(jìn)行分析，并對(duì)裂紋進(jìn)行等級(jí)分級(jí)。

中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)根據(jù)裂紋的不同等級(jí)來(lái)針對(duì)性的制定不同的裂紋病害治理方案。中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)帶有yt-23鑿巖機(jī)和注漿機(jī)的整治裝置2下達(dá)指令，針對(duì)中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)所分析出來(lái)的裂紋等級(jí)進(jìn)行不同程度的鉆孔、注漿、加固圍巖、改善襯砌受力狀態(tài)、填充或支護(hù)襯砌外圍的洞穴、錨桿加固巖體、換填軟弱的地基層以及加固或更換襯砌，如向襯砌體內(nèi)或背部注漿，噴混凝土(視裂損程度確定是否加設(shè)鋼筋網(wǎng)和錨桿)，加設(shè)鋼拱架或嵌軌，更換襯砌等。通過(guò)整治裝置2對(duì)病害隧道的壁面裂紋進(jìn)行修補(bǔ)完成后給中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)一個(gè)修補(bǔ)完成的信號(hào)指令。中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)再對(duì)帶有探地雷達(dá)的檢測(cè)裝置1進(jìn)行對(duì)修補(bǔ)后的隧道壁進(jìn)行掃描和檢查。并對(duì)修補(bǔ)后的掃描和檢查結(jié)果進(jìn)行分析。中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)分析的結(jié)果如果還有裂紋問(wèn)題，就再對(duì)帶有yt-23鑿巖機(jī)和注漿機(jī)的整治裝置2下打修復(fù)指令，以此往復(fù)，直至對(duì)裂紋修補(bǔ)完善。

裂損分級(jí)和治理措施如表1所示：

表1裂損分級(jí)和治理措施

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面裂紋長(zhǎng)度l＞10米，寬度a＞5毫米時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置先開(kāi)鑿泄水口，再雙液注漿堵水。

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面裂紋長(zhǎng)度10米＞l＞5米，寬度a＞5毫米時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置注漿封堵和鑿槽引排。

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面裂紋長(zhǎng)度l＜5米，寬度5毫米＞a＞3毫米時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置注漿封堵。

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面裂紋長(zhǎng)度l＜5米，寬度a＜3毫米時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置使用水泥固化類(lèi)材料完全封堵。

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面一般龜裂或無(wú)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，可采取鑿槽嵌補(bǔ)化學(xué)注漿予加固。

以下是本發(fā)明提供的對(duì)于襯砌空洞的治理方法，

通過(guò)帶有探地雷達(dá)的檢測(cè)裝置1對(duì)病害隧道的壁面進(jìn)行掃描和檢查，生成隧道墻面雷達(dá)圖，將探地雷達(dá)所生成的隧道病害圖傳給中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)，中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)算法對(duì)襯砌空洞位置的坐標(biāo)進(jìn)行確定。通過(guò)中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)探地雷達(dá)檢測(cè)出來(lái)的隧道壁面雷達(dá)圖中的兩段襯砌的接縫處的空洞進(jìn)行分析，并對(duì)空洞進(jìn)行等級(jí)分級(jí)。空洞的等級(jí)可大致分為ⅰ級(jí)(空洞)，ⅱ級(jí)(空洞+輕微開(kāi)裂，空洞+厚度小于閾值，空洞+巖塊松弛，空洞+滲透水)，ⅲ(空洞+較嚴(yán)重開(kāi)裂，空洞+開(kāi)裂+巖塊松弛，空洞+厚度不足+巖塊松弛，空洞+開(kāi)裂+滲透水)，ⅳ(空洞+嚴(yán)重劣化、縱縫貫穿)。中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)對(duì)雷達(dá)圖像中的空洞進(jìn)行分析，并針對(duì)不同的空洞等級(jí)來(lái)對(duì)帶有yt-23鑿巖機(jī)和注漿機(jī)的整治裝置2下達(dá)不同的整治病害的命令。

通過(guò)對(duì)隧道空洞病害的整治可以防止圍巖松弛的擴(kuò)大，控制作用在襯砌上地壓的增加；恢復(fù)均質(zhì)的地層反力，恢復(fù)襯砌的承載力；提高止水效果，防止?jié)B水、結(jié)冰；增強(qiáng)襯砌厚度和強(qiáng)度，防止襯砌開(kāi)裂。在整治裝置2完成隧道空洞的病害修復(fù)時(shí)，對(duì)中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)下達(dá)一個(gè)空洞病害整治完成的指令。中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)在對(duì)帶有探地雷達(dá)的檢測(cè)裝置1下達(dá)對(duì)空洞整治后的隧道壁面進(jìn)行再次檢查掃描的指令，并對(duì)再次掃描的結(jié)果進(jìn)行分析，如果空洞的病害整治沒(méi)有達(dá)到預(yù)定要求，就再通過(guò)中央控制器3的專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)整治方案，對(duì)帶有yt-23鑿巖機(jī)和注漿機(jī)的整治裝置2下達(dá)整治命令，以此循環(huán)，直至整治結(jié)果合格為止。

空洞分級(jí)和治理措施如表2所示：

表2空洞分級(jí)和治理措施

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面有空洞類(lèi)似問(wèn)題時(shí)，中央控制器3可以確定病害等級(jí)，并根據(jù)病害等級(jí)從專(zhuān)家系統(tǒng)取用治理方案，并下達(dá)修復(fù)指令。整治裝置2根據(jù)修復(fù)指令做出如下處理：

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面有空洞時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置回填壓漿。

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面開(kāi)裂或者厚度小于閾值時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置內(nèi)表面補(bǔ)強(qiáng)或內(nèi)襯。

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面巖塊松弛時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置錨桿加固。

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面滲透水時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置水處理。

在所述檢測(cè)裝置1檢測(cè)到隧道壁面空洞并且嚴(yán)重劣化和縱縫貫穿時(shí)，所述整治裝置2根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害位置局部拆除或全斷面拆除。

通過(guò)上述技術(shù)方案，采用本發(fā)明提供的隧道病害整治系統(tǒng)，該隧道病害整治系統(tǒng)包括：檢測(cè)裝置1、整治裝置2以及中央控制器3，其中，所述檢測(cè)裝置1，用于不斷檢測(cè)病害的位置和病害類(lèi)型，并將所檢測(cè)的病害的位置和病害類(lèi)型信息發(fā)送給所述中央控制器3；所述中央控制器3包括專(zhuān)家系統(tǒng)，用于根據(jù)所述病害的位置和所述病害類(lèi)型信息從所述專(zhuān)家系統(tǒng)獲取治理方案，并根據(jù)所述治理方案發(fā)送修復(fù)指令至所述整治裝置2；所述整治裝置2，用于與所述檢測(cè)裝置協(xié)同工作，在所述檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)根據(jù)所述修復(fù)指令對(duì)病害進(jìn)行修復(fù)。該隧道病害整治系統(tǒng)可以提高工作效率和工作質(zhì)量。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，包括各個(gè)具體技術(shù)特征以任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。但這些簡(jiǎn)單變型和組合同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。