[發明專利]地下非開挖管線施工實時自動導向方法及裝置

有效

• 申請號: 201110386186.5
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN103133765A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 潘國榮;王穗輝;周躍寅;白昀
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F16L1/06
• 分類號: F16L1/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種地下非開挖管線測量相關技術，尤其是涉及一種地下非開挖管線施工實時自動導向方法及裝置。

背景技術

在市政建設中，為了避免施工中大量的拆遷工作和保證正常的交通運行，往往不允許或不可以進行大開挖施工，對于此類問題的解決，最直接有效的方法就是采用地下非開挖管線施工，即頂管施工。由于它不需要開挖面層，能穿越地面構筑物和地下管線及公路、鐵路、河道，節省大量投資和時間。這項技術的快速發展也使市政工程需敷設的大量上、下水道、煤氣、電力、通信工程時，對城區的交通、噪音、粉塵的危害和影響大大降低，是真正的無污染、高效率的施工技術。隨著工程建設的不斷擴大，對于頂管施工的需求越來越大，而傳統的頂管施工的測量方法還停留在傳統的穿線、水準測量方法進行中線及高程的控制，精度低且費時費力。尤其是遇到超長曲線和復雜線型的頂管時，機頭位置難以控制，測量方法更是捉襟見肘，因此再采用傳統的測量方法已經無法滿足工程的實際需要。

高精度和實時性是保證結構復雜的大型地下工程安全施工和運營的重要保障。因此，迫切需要研究復雜條件下信息化測量技術，為各種大型特種工程建設提供測繪技術保障。采用現代測量與定位信息化技術，可充分利用傳感器的自動化、實時性和高精度的特點，來克服和解決大型復雜地下工程中的測量速度和精度技術難題，實現數據的自動采集、傳輸、處理和表達。現代測量與定位信息化技術簡單來說就是利用計算機、測量機器人等，將它們集成開發，使其可自動完成測量周期、實時評價測量成果、實時顯示施工過程和趨勢，與測量數據庫管理系統相結合，實現工程信息的現代化管理和實現對工程施工進度、質量、安全的有效控制。

綜上所述，地下非開挖管線工程施工復雜、測量難度大、施工和測量技術要求極高，對國民經濟和大眾的日常生活影響甚大，具有重要的社會、經濟意義。在我國，地下工程建設方興未艾，由于地下施工的特殊性，其施工條件等往往較地面困難，并對貫通和引導具有很高的要求，其引導系統的自動化水平直接制約了施工的精度和進度。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種運行快速穩定、測量精度高、自動化程度高、測量過程和數據可視化程度高、可靠性高的地下非開挖管線施工實時自動導向方法及裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種地下非開挖管線施工實時自動導向方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)電子計算機判斷是否需要新建的數據庫文件，若為是，建立一個新的數據庫文件，并執行步驟3)，若為否，執行步驟2)；

2)電子計算機開啟一個已有的數據庫文件，并讀取其中的數據，并執行步驟7)；

3)電子計算機將配置數據導入已有的數據庫文件中；

4)電子計算機根據用戶的指令自動選擇的全站儀個數；

5)自動設置全站儀的連接參數與端口號，依次連接全站儀，若連接成功則執行步驟6)；

6)從第一臺全站儀開始對每臺全站儀進行設站與學習，若成功則進行下一臺的設站與學習，失敗則檢查測量環境并繼續設站與學習直至完成；

7)自動進行導線接力測量，并實時顯示測量進程；

8)判斷自動測量是否出現視線遮擋，若為是，執行步驟9)，若為否，則執行步驟10)；

9)提示并排除視線遮擋，判斷是否繼續測量，若為是，返回步驟7)，若為否，則結束自動測量；

10)自動測量固定在頂管機頭位置的目標棱鏡的空間點位坐標，計算頂管機頭的點位坐標，得到頂管機頭的實時位置，結合設計軸線計算出頂管機頭的水平偏差和豎直偏差，最后將姿態的偏差數據和全站儀的角度坐標信息顯示在電子計算機的界面上；

11)儲存測量的所有數據，判斷是否進行下一次測量，若為是，返回步驟7)，若為否，結束測量。

所述的數據庫文件包括各種數據表及字段。

所述的配置數據包括機頭棱鏡改正參數。

所述的自動測量能提示哪條視線被遮擋并排除。

一種地下非開挖管線施工實時自動導向方法的裝置，其特征在于，包括電子計算機、自動全站儀、目標棱鏡和自動整平基座，所述的電機計算機與自動全站儀連接，所述的自動全站儀固定在自動整平基座上，所述的目標棱鏡固定在管線頂管機頭位置，所述的目標棱鏡與自動全站儀連接。

還包括依次連接的RS232串口通訊線、RS232轉RS485轉接盒和數據屏蔽線，所述的RS232串口通訊線與自動全站儀連接，所述的數據屏蔽線與電子計算機連接。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：