[發(fā)明專利]一種隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程勘測(cè)系統(tǒng)及勘測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710871427.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN107677257B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志謀;陳金座;羅楚楚;張華鵬;姚俊啟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 偉志股份公司
• 主分類號(hào): G01C15/00
• 分類號(hào): G01C15/00;G01B11/24;G01L5/00
• 代理公司: 泉州協(xié)創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35231
• 代理人: 鄭浩

1.一種隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程勘測(cè)系統(tǒng)的勘測(cè)方法，其特征在于，所述隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程勘測(cè)系統(tǒng)包括隧道灌漿量勘測(cè)裝置、隧道內(nèi)部應(yīng)力勘測(cè)裝置和遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置；

所述的隧道灌漿量勘測(cè)裝置包括三維激光掃描儀和旋轉(zhuǎn)座，所述三維激光掃描儀設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)座上，所述旋轉(zhuǎn)座上設(shè)有定位器和紅外感應(yīng)器；所述旋轉(zhuǎn)座包括旋轉(zhuǎn)球和固定底座，所述旋轉(zhuǎn)球與所述三維激光掃描儀連接，所述定位器設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)球內(nèi)，所述紅外感應(yīng)器設(shè)置在所述固定底座上；

所述的隧道內(nèi)部應(yīng)力勘測(cè)裝置包括預(yù)埋在隧道壁中的應(yīng)變傳感器、信號(hào)采集器、信號(hào)分析模塊和遠(yuǎn)程通訊發(fā)射模塊，所述的應(yīng)變傳感器與所述信號(hào)采集器連接，所述信號(hào)采集器與所述信號(hào)分析模塊連接，所述信號(hào)分析模塊與所述遠(yuǎn)程通訊發(fā)射模塊連接；

所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置包括主控制器、遠(yuǎn)程通訊接收模塊和顯示器，所述遠(yuǎn)程通訊接收模塊與所述主控制器連接，并接收所述遠(yuǎn)程通訊發(fā)射模塊發(fā)送的應(yīng)力信息，所述顯示器顯示所述三維激光掃描儀采集的圖像信息，所述主控制器內(nèi)設(shè)有信息處理軟件，所述主控制器接收并處理所述遠(yuǎn)程通訊接收模塊發(fā)送的應(yīng)變信息和所述三維激光掃描儀發(fā)送的掃描圖像信息；

所述勘測(cè)方法包括以下步驟：

S1：將所述隧道灌漿量勘測(cè)裝置的所述固定底座固定在隧道內(nèi)的地面上，首先使用所述定位器鎖定需要勘測(cè)的位置區(qū)域；

S2：開啟所述三維激光掃描儀，根據(jù)所述定位器發(fā)出的位置信息進(jìn)行初步的圖像采集，所述主控制器接收所述三維激光掃描儀采集的圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)顯示在所述顯示器上；

S3：控制人員在隧道外的所述遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置一端，根據(jù)所述顯示器上的圖像數(shù)據(jù)判斷是否為所需的圖像采集，并向所述主控制器發(fā)出調(diào)控指令；

S4：所述紅外感應(yīng)器接收到調(diào)控指令后遠(yuǎn)程控制所述旋轉(zhuǎn)座的方向，令所述三維激光掃描儀在360°范圍內(nèi)按照調(diào)控指令發(fā)出的方向進(jìn)行多方位掃描；

S5：多次調(diào)控后所述主控制器得到隧道內(nèi)的綜合圖像信息數(shù)據(jù)，通過所述信息處理軟件計(jì)算得出隧道內(nèi)的灌漿量；

S6：根據(jù)步驟S5中計(jì)算出的灌漿量進(jìn)行隧道的修建工作，在修建過程中，在隧道內(nèi)壁中預(yù)埋多個(gè)所述隧道內(nèi)部應(yīng)力勘測(cè)裝置，所述的應(yīng)變傳感器勘測(cè)在其相應(yīng)位置處使承受的外部荷載下的應(yīng)力變化特性，用于后期檢測(cè)隧道內(nèi)部應(yīng)力變化情況；

S7：在隧道內(nèi)預(yù)埋所述隧道內(nèi)部應(yīng)力勘測(cè)裝置后，所述的應(yīng)變傳感器將隧道內(nèi)部的應(yīng)變特性傳輸至所述信號(hào)采集器，所述信號(hào)采集器將采集的應(yīng)變信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過所述信號(hào)分析模塊得到應(yīng)力計(jì)算結(jié)果；

S8：所述信號(hào)分析模塊通過所述遠(yuǎn)程通訊發(fā)射模塊將應(yīng)力計(jì)算結(jié)果發(fā)送至所述遠(yuǎn)程通訊接收模塊，所述遠(yuǎn)程通訊接收模塊將應(yīng)力計(jì)算結(jié)果傳輸至所述主控制器，所述主控制器分析應(yīng)力計(jì)算結(jié)果后將最終的勘測(cè)結(jié)果顯示在所述顯示器上；

S9：控制人員根據(jù)顯示器上的應(yīng)力勘測(cè)結(jié)果對(duì)隧道的安全運(yùn)行進(jìn)行調(diào)控，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)勘測(cè)應(yīng)力的變化以及隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力損傷全過程。

2.如權(quán)利要求1所述的一種隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程勘測(cè)系統(tǒng)的勘測(cè)方法，其特征在于，所述應(yīng)變傳感器、信號(hào)采集器、信號(hào)分析模塊和遠(yuǎn)程通訊發(fā)射模塊均設(shè)在封閉的陶瓷外殼內(nèi)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程勘測(cè)系統(tǒng)的勘測(cè)方法，其特征在于，所述應(yīng)變傳感器為壓電陶瓷應(yīng)變傳感器，在隧道壁的測(cè)試點(diǎn)處均勻設(shè)置多個(gè)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程勘測(cè)系統(tǒng)的勘測(cè)方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)程通訊發(fā)射模塊和所述遠(yuǎn)程通訊接收模塊均為適用于GSM或WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)通訊模塊。

5.如權(quán)利要求1所述的一種隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程勘測(cè)系統(tǒng)的勘測(cè)方法，其特征在于，所述信息處理軟件過濾所述三維激光掃描儀采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模得到隧道內(nèi)景信息，并計(jì)算得到隧道內(nèi)的灌漿量。