[發明專利]一種隧道掌子面開挖線智能定位測量方法

有效

• 申請號: 201711065822.8
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107860374B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 張杰勝;徐精干;丁圣文;陳亞棟;陳奇;戴震;劉俊;萬鵬飛
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團第一工程有限公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

技術領域

本發明涉及隧道施工領域，具體是一種隧道掌子面開挖線智能定位測量方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展以及工程設計水平的提高，在交通、水利、國防等領域中，隧道的建筑結構形式已經被廣泛的采用，在開挖隧道時，需要確定隧道掌子面，隧道掌子面是指開挖坑道不斷向前推進的工作面，確切的說是正對著施工人員不斷向前移動的工作面，隧道掌子面開挖線的放樣好壞直接關系到隧道施工的質量和效率，現有的隧道掌子面開挖線放樣的方法有中線法、五寸臺法以及先確定斷面再畫出圓弧的方法等，這些方法均受到隧道掌子面左右不垂直于路線，上下不垂直于水平面的影響，不能夠精準，快速的放線，隧道掌子面開挖線放樣的方法表現出來用時長、效率低的弊端。

同時隨著高精度智能全站儀的出現，馬達驅動轉向技術和ATR自動目標識別技術和成熟的軟件編程技術為新方法的提出奠定了基礎。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種隧道掌子面開挖線智能定位測量方法，其方法操作簡單，是一種快速、精準的智能化的隧道開挖線測量方法。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種隧道掌子面開挖線智能定位測量方法，所述隧道掌子面開挖線智能定位測量是通過用數據通信模塊連接的全站儀和裝有隧道斷面測設系統軟件的電腦交互作用完成，所述全站儀由電子測角裝置、電子測距裝置、計算及存儲模塊、馬達驅動裝置和自動搜索棱鏡中心的ATR模塊構成，測量方法包括以下步驟：

a.運行所述電腦，打開所述隧道斷面測設系統軟件，將數據輸入到所述隧道斷面測設系統軟件中，生成線路中線里程與線路中線平面坐標和高程數據的對應關系，通過數據通信模塊傳輸待放樣的掌子面開挖線上的設計點三維坐標信息至所述全站儀中；

b.架設所述全站儀，建立坐標系，完成對隧道掌子面的信息采集，并將采集的信息通過所述數據通信模塊傳至所述電腦；

c.所述電腦中的隧道斷面測設系統軟件對信息進行處理并通過所述數據通信模塊反饋至所述全站儀，所述全站儀得到信息反饋驅動所述馬達驅動裝置進行自動轉向，完成精確放樣。

所述步驟a中數據為隧道平曲線、豎曲線參數以及設計斷面尺寸信息。

所述隧道斷面測設系統軟件是基于C++語言開發。

所述電腦搭載有windows系統的移動終端和通信端口。

通過基于C++語言開發的隧道斷面測設系統軟件安裝在電腦上，運行隧道斷面測設系統軟件輸入數據，生成線路中線里程與線路中線平面坐標和高程數據的對應關系，通過數據通信模塊傳輸待放樣的掌子面開挖線上的設計點三維坐標信息至所述全站儀中，全站儀的電子測角裝置、電子測距裝置、計算及存儲模塊、馬達驅動裝置和自動搜索棱鏡中心的ATR模塊互相配合完成掌子面的放樣任務，從而實現快速、精準的隧道開挖線定位測量，操作簡單，智能化程度高。

附圖說明

圖1是本發明的隧道掌子面開挖線智能定位測量系統結構圖；

圖2是本發明的全站儀結構圖；

圖3是本發明的電腦示意圖；

圖4是本發明的隧道掌子面開挖線智能放樣計算原理流程圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖4，對本發明做進一步詳細敘述。

一種隧道掌子面開挖線智能定位測量方法，隧道掌子面開挖線智能定位測量是通過用數據通信模塊16連接的全站儀10和裝有隧道斷面測設系統軟件的電腦20交互作用完成，全站儀10由電子測角裝置11、電子測距裝置12、計算及存儲模塊13、馬達驅動裝置14和自動搜索棱鏡中心的ATR模塊15構成，其測量步驟：

1.首先運行電腦20，打開隧道斷面測設系統軟件，將隧道平曲線、豎曲線參數以及設計斷面尺寸、布斷面信息輸入到所述隧道斷面測設系統軟件中，生成線路中線里程與線路中線平面坐標和高程數據的對應關系，通過數據通信模塊16傳輸待放樣的掌子面開挖線上的任意點A三維坐標信息至所述全站儀10中；

2.架設好全站儀10，建立坐標系，完成掌子面任意點A三維坐標的信息采集，并將采集的信息通過所述數據通信模塊16傳至所述電腦20；

3.電腦20中的隧道斷面測設系統軟件計算出任意點A至線路中線的最短距離從而確定該任意點A所在的斷面里程，隧道斷面測設系統軟件獲取斷面里程，根據設定的待放樣點間距計算出該斷面的所有待放樣點坐標，并通過所述數據通信模塊16反饋至所述全站儀10，所述全站儀10得到信息反饋驅動所述馬達驅動裝置14進行自動轉向，完成精確放樣。