高速铁路隧道检测车检测臂末端跟随技术在新建双线隧道中的应用

针对新开通高速铁路隧道潜在病害和新建高速铁路隧道衬砌质量检测效率低的问题,研发了高速铁路隧道检测车。检测车具有3条检测臂,可同时检测隧道上部3条测线,最高检测速度可达10 km/h。在一新建双线高速铁路隧道进行了检测臂未端跟随试验。结果表明:该检测车性能稳定,安全可靠,人机交互界面良好,操作方便;检测臂端部与隧道内壁距离能较好保持在(100±20)mm,很大程度上提高了隧道衬砌质量检测效率和准确性。     

城市轨道交通隧道结构病害检测技术综述与发展趋势

以近些年我国城市轨道交通隧道病害检测技术为对象,总结目前针对不同隧道病害所采用的常用检测技术以及新型检测技术,其中新型检测技术包括传感器检测技术、数字照相检测技术、激光扫描检测技术以及多功能集成的隧道检测车技术。详细介绍这几种新技术的原理,对比这几种检测技术的适用范围(检测病害类型)以及在环境条件、检测频率、处理速度、费用、人工依赖程度等各个方面的优势与劣势,表明自动化、实时化和集成化将是未来隧道检测技术发展的重要方向,传统人工+设备的检测模式将逐步转化为设备自动检测,技术人员的主观判别将逐渐被自动化检测代替;而集成化的检测设备也必将成为未来隧道检测设备的发展趋势。     

高速铁路隧道检测车安全设计及应用

基于人-检测车-作业设备三维度考虑,从检测车与其他作业车辆安全、检测车作业区机器人安全、检测车作业异常应对、检测车作业小组人员安全、检测车软件联锁安全、在不同隧道转移过程中机器人安全6个方面进行分析,涵盖检测车从进入隧道作业区、开始检测到作业完成离开隧道全过程。经多个新建高速铁路隧道检测验证,作业安全系统性能稳定,可靠性高,操作方便,为衬砌质量检测效率和准确性提供了保障。     

基于激光扫描的隧道限界侵限检测研究

研究目的:铁路隧道作为重要的铁路设施,在长期运营期间可能发生形变灾害而影响安全,为杜绝此类灾害发生,隧道限界侵限检测是隧道检测的一项重要内容。随着我国铁路隧道里程不断增加,提高隧道限界侵限检测效率成为提升铁路工务部门工作质量的一项工作,高效快捷的检测方法必不可少。基于此,本文重点研究基于激光扫描的隧道限界侵限检测技术,旨在利用激光扫描能密集、连续地自动获取大量数据的特点,完成隧道限界侵限的检测及侵限值的计算。研究结论:(1)激光扫描技术可以有效地采集铁路隧道内壁轮廓,作为隧道限界侵限的检测依据,进而判断是否存在限界侵限问题;(2)试验证明,利用激光扫描方法检测隧道内壁轮廓的测量精度达到±4 mm;(3)本研究成果可以有效针对铁路隧道限界侵限问题进行检测,用于指导维修养护工作,可为铁路的安全运营提供帮助。     

铁路隧道隧底质量缺陷整治技术研究

研究目的:近年来随着隧道建设迅猛发展,在山区城市,铁路隧道已经成为日常生活中不可或缺的建筑,与此同时,其规模也越来越大,具体表现在长度大、车道多等多个方面,这对其施工和运营带来很大的挑战。为有效、彻底整治铁路隧道隧底质量缺陷,确保铁路隧道的结构安全和正常运营,本文通过对龙岩至厦门铁路象山隧道的隧底缺陷整治设计进行研究,旨在提出针对性的整治措施。研究结论:(1)结合线路现场检查、隧道现场检查、地质雷达检测和钻探调查等手段对隧底进行全方位的检测,得到了隧底病害的具体数据;(2)依据检测得到的隧底缺陷数据,针对性地设计出两种整治措施——"拆换隧底结构"和"补强加固";(3)本文所提出的两种整治技术可对今后隧道工程隧底病害及缺陷整治起到一定的借鉴作用。     

铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术

针对铁路隧道衬砌表观病害检测需求，梳理并分析技术现状，介绍隧道衬砌表观病害智能检测系统的研制情况和系统组成。提出铁路隧道衬砌表观病害智能检测面临的技术难点，分析图像快速采集、病害智能识别、病害样本库构建等智能检测关键技术。通过基于实测数据集以及现场检测复核等手段，验证铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统关键参数。结合现场运用情况，分析铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统运用效率。智能检测系统应用表明，铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术可大幅提升隧道衬砌病害检测的自动化和智能化水平。     

InSAR技术对采空区铁路隧道病害分析研究

研究目的:随着铁路建设的蓬勃发展,隧道工程的比重不断加大,运营隧道的病害也陆续出现并呈上升趋势,为解决上述问题,本文通过对侯月线桃坪隧道病害的介绍,采用In SAR技术开展地表变形监测研究,并将监测结果与隧道洞内病害段落进行对比分析,探寻深埋煤矿采空区隧道病害的成因,为隧道病害整治提供地质依据。研究结论:(1)煤矿采空区形成的地表变形与桃坪隧道病害有直接相关性;(2)深埋煤矿采空区对隧道工程的影响具有时间上的滞后性、长期性和复杂性,给隧道工程病害整治带来了困难;(3) In SAR技术是一种高效、可靠的采空区变形监测手段,对煤矿采空区隧道病害分析与整治有一定的指导价值。     

基于移动互联技术的铁路检测车运用维护信息系统开发

随着我国铁路运营里程不断增加,越来越多的铁路检测车投入使用,传统铁路检测车管理模式已无法满足各级运用管理人员信息化、规范化的要求,基于移动互联技术的铁路检测车运用维护信息系统应运而生。该系统可将各类铁路检测车运载工具和检测系统相关信息进行整合,使用户方便快捷地记录、获取所管理设备的运用状态,提升铁路检测车运用维护水平和服务品质。     

寒区铁路隧道结构抗冻技术探讨

研究目的:受温度变化影响,寒区隧道衬砌结构易出现开裂、酥脆、剥落等病害。本文通过分析寒区隧道的环境作用,并通过调研我国寒区铁路隧道的结构冻害情况,归纳隧道结构的冻胀机理,提出寒区隧道结构的抗冻措施,探讨保温层在铁路隧道的适用性及设计方法、施工工艺,从而明确今后需要进一步研究的寒区隧道结构抗冻技术。研究结论:(1)寒区隧道衬砌结构冻害可分为特殊地层隧道围岩冻胀型冻害和结构缺陷型冻害,需采取相应措施进行控制;(2)负温差引起的温度应力作用,易导致寒区隧道衬砌开裂,需采取变形缝等构造措施;(3)季节性冻土区铁路隧道应慎用保温层;(4)本研究成果可为寒区隧道结构抗冻提供参考。     

铁路隧道衬砌状态检查车研制及运用

通过对国内外隧道衬砌、隧底检测技术和装备进行对比分析,结合我国铁路隧道衬砌状态检测需求,对车载地质雷达系统的主要技术指标和关键技术问题进行了探讨,提出了隧道状态快速检测车的技术方案,研制了铁路隧道衬砌状态检查车。该车可同时对衬砌5条测线、隧底3条测线进行检测,实现了全隧道的无损检测,最高检测速度可达10 km/h,并在新建和既有铁路上得到成功运用,显著提高了铁路隧道无损检测的效率,减轻了劳动强度。     

地质雷达在铁路隧道工程质量检测中的应用

针对铁路隧道施工中可能出现的质量问题,利用地质雷达技术进行隧道工程质量检测。岩土工程介质的电磁学特性决定了应用地质雷达的效果,介质的电磁学性质可用介电常数、磁导率和电导率3个参数来表征。地质雷达技术探测是一种利用广谱电磁波确定不同介质分布的探测方法。针对铁路隧道,给出地质雷达在无损检测应用中的工作方法,包括测线布置、采集参数设定、现场检测和后期资料处理解释。通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,确定钢筋及格栅钢架的分布位置及数量,查明衬砌背后特别是拱顶存在的空洞和回填不密实区域。使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测,实践证明技术方法是切实可行的。     

隧道病害维修保养技术方案设计

为保障铁路隧道安全运营,在分析国内外车辆技术、作业平台技术和检测技术现状的基础上,从车辆技术、作业平台技术、检测技术和作业模式4方面,提出隧道病害维修保养技术方案设计思路,设计一套整合隧道病害维修保养相关技术装备及检测模式方案。该方案采用内燃电传动及蓄电池电传动集成的混合动力传动系统,搭载三作业平台,配备探地雷达系统、手持雷达、音频检测系统和高速成像系统,采用智能巡检、机械复检和人工专检的检测作业模式,是适应我国铁路发展的隧道病害维修保养可行方案。     

铁路GPR检测数据智能管理分析系统的研究与设计

为提高铁路基础设施检测探地雷达数据处理效率,提出了一种铁路探地雷达(GPR)检测数据智能管理分析系统方案。结合铁路基础设施检测工程需求与探地雷达数据特点,开展系统需求分析和设计。优化数据管理、工作流处理、交互解释和统计分析等步骤,克服目前软件的不足;利用Hadoop大数据技术进行多通道探地雷达数据的快速处理,实现海量探地雷达文件的并行计算;利用深度神经网络技术对探地雷达图像进行智能识别。对高铁隧道衬砌检测车采集的数据进行系统应用测试,测试效果显示,该系统可以提高探地雷达检测数据的管理和处理效率,推动铁路基础设施探地雷达检测向信息化、智能化和标准化发展。     

重载铁路隧道仰拱施工关键技术应用——以中条山隧道为例

为解决软岩隧道仰拱采用传统台阶法施工易出现的初期支护封闭不及时变形大,仰拱二衬采用传统栈桥施工存在的质量缺陷多、安全性差的问题,依托浩吉铁路中条山隧道对仰拱施工技术进行了研究和创新,提出仰拱和下台阶一次开挖技术和仰拱二衬大区段技术。同时针对高地应力、第三系泥岩地层及富水地段等不良地质仰拱施工技术进行了研究和优化。研究结果表明:仰拱和下台阶一次开挖快速封闭成环技术在变形控制、安全性、工效均比传统台阶法好;仰拱二衬采用24m大区段技术在仰拱整体质量,安全性均比传统栈桥施工要好;高地应力段采取早封闭、强支护等措施有效解决了变形较大的问题。第三系泥岩地层采用碎石换填并注浆加固解决了仰拱承载力不足和基底通水问题。富水地段增设独立排水系统解决了地下水对仰拱的侵蚀,降低了地下水对仰拱的作用力。通过浩吉铁路全线多条隧道的应用以及一年多的铁路运营检验证明了仰拱系列施工技术的安全性和适用性,对软岩隧道仰拱施工具有较高的应用价值。     

面向铁路巡检的无人机飞行路径规划方法

目前,铁路线路巡检主要仍由工作人员完成,这种人工检测方法费时费力,效率较低,且很难完成地质灾害区域、悬崖、桥梁等恶劣环境下的铁路线路检测。为了提高铁路检测效率,满足恶劣环境下铁路线路巡检需求,基于无人机、实时动态测量仪、云台、相机等设备搭建了一个铁路巡检平台,用于拍摄铁路线路的实况视频。并基于三次样条插值法建立了无人机飞行路径模型,用于规划铁路巡检平台的飞行路径。实验结果表明,使用无人机飞行路径模型生成的无人机飞行路径与铁路线路贴合度较高,证明方法有效。     

客运专线隧道断面方案研究和优化设计

研究目的:客运专线铁路隧道的建设在我国尚属首次,其断面选型和结构设计无成熟经验可以参考,原设计的时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面有不足之处。为满足客运专线隧道建设的需要,需要对客运专线隧道断面形式和结构进行优化设计研究。研究方法:广泛调研国外高速铁路隧道设计方案和施工经验,从隧道结构受力条件、排水系统布设及工程量大小等方面进行多方案比选研究。研究结果:合理选定了时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面形式,进一步优化了衬砌结构设计。研究结论:通过客运专线隧道断面研究和优化设计工作,克服了原设计客运专线铁路隧道衬砌断面的缺点。优化后的隧道衬砌断面具有受力更加合理、救援通道的使用更加方便、减少了隧道断面工程数量等优点。     

铁路信号机房智能巡检系统设计

针对铁路信号机房设备人工巡检作业效率低、设备异常检测准确性难以保证、故障处理效率低、现场作业人员缺乏技术支持和安全控制等问题,文章设计了铁路信号机房智能巡检系统。系统由机房智能巡检设备、数据中心设备和维修终端设备构成;机房智能巡检设备采用轨道式巡检机器人,可依据巡检计划自动执行巡检作业,采集视频/图像和温度等监测数据并上传至数据中心设备;数据中心设备采用智能视频/图像分析技术,自动识别设备指示灯,据此判断设备是否出现异常;当检测到异常时,维修终端设备立即向调度员报警。在实现日常巡检作业无人化、达到减员增效目标的基础上,该系统借助巡检机器人的视频监控和语音通话功能,辅助信号维修人员进行远程故障检查,为现场作业人员提供远程指导,验证现场作业人员身份,监督其作业过程,增强信号机房现场作业安全管控。     

黄土隧道大挖方段明洞拱墙衬砌快速施工技术研究

为减少边坡防护工程量,消除运营安全隐患,高速铁路高挖方路堑段多以隧道代替路基,即以隧道明洞的方式通过。传统的明洞拼装模板施工时间长、耗损多、且混凝土外观质量无法保证,进而影响防水施工。本文以银西高速铁路宁县一号隧道出口段175 m明洞施工为例,采用多作业面平行施工技术,利用钢筋绑扎台车,配合衬砌台车和外侧整体钢模板连续施工的方法,通过加强对模板拼装、衬砌浇筑及回填等关键工序的过程控制,在确保安全质量的前提下,实现明洞拱墙衬砌快速高效施工的目的。