[發明專利]一種隧道超欠挖檢測系統及其檢測方法

在審

• 申請號: 202010406772.0
• 申請日: 2020-05-14
• 公開（公告）號: CN111536940A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 汪俊;王洲濤;龔小溪;李大偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01C7/06
• 分類號: G01C7/06;G01C22/00;G01C9/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉林峰

本發明公開了一種隧道超欠挖檢測系統及其檢測方法，涉及隧道超欠挖檢測技術領域，解決了傳統的隧道超欠挖檢測以人工測量為主，費時費力的問題。包括小車底盤，小車底盤上設有工控機；工控機分別連通于里程計、傾斜傳感器、掃描儀，用于采集并傳輸里程計、傾斜傳感器、掃描儀的數據；掃描儀在行進過程中檢測當前位置的隧道斷面輪廓，并且與設計斷面輪廓進行對比，檢測超欠挖狀態；里程計用于記錄小車底盤的行駛距離，根據行駛距離計算掃描儀的行駛里程和運行時間的關系；傾斜傳感器用于獲取小車前進過程中任意時刻的姿態。達到了方便、快速的自動化處理數據、分析數據，檢測超欠挖狀態，操作簡單，便于攜帶的效果。

技術領域

本發明涉及隧道超欠挖檢測技術領域，特別涉及一種隧道超欠挖檢測系統及其檢測方法。

背景技術

隨著城市化水平的進一步提高，城市人口呈現出爆炸增長的態勢。為了緩解城市交通環境的壓力，越來越多的城市選擇建設城市地鐵作為解決方案。

在地鐵隧道建設施工的過程中，由于地質、爆破等累積的影響，容易產生超欠挖現象。當隧道中超欠挖情況時，隧道的實際開挖輪廓線與設計輪廓線會存在差異。實際開挖的不平順輪廓線導致隧道圍巖對支護結構施加的應力產生局部應力集中現象，使得初期支護結構不穩定。在實際工程施工中，超挖是不可避免的，可以通過施工技術控制，設備管控等，將超挖控制在可接受范圍內。但一般情況下，不允許欠挖的情況存在。嚴格控制超欠挖量對施工順利，設備人力資源的節約以及生產安全有著重要意義。

傳統的隧道超欠挖檢測以人工測量為主，采用斷面儀或者全站儀等設備，對整體隧道進行逐斷面測量。此類方法費時費力，并且測量所需攜帶的設備笨重，難以在短暫的地鐵車輛停止運行的窗口期，按時完成檢測。為了隧道整體施工的順利完成，一種可靠，快速的隧道超欠挖檢測系統是十分具有應用價值的。

發明內容

本發明的目的是提供一種隧道超欠挖檢測系統，可以方便、快速的自動化處理數據、分析數據，檢測超欠挖狀態，其操作簡單，便于攜帶。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種隧道超欠挖檢測系統，包括小車底盤，小車底盤上設有工控機；

所述工控機分別連通于里程計、傾斜傳感器、掃描儀，用于采集并傳輸里程計、傾斜傳感器、掃描儀的數據；

所述掃描儀在行進過程中檢測當前位置的隧道斷面輪廓，并且與設計斷面輪廓進行對比，檢測超欠挖狀態；

所述里程計用于記錄小車底盤的行駛距離，根據行駛距離計算掃描儀的行駛里程和運行時間的關系；

所述傾斜傳感器用于獲取小車前進過程中任意時刻的姿態。

更進一步地，所述小車底盤包括用于支撐小車整體結構的T型橫梁，T型橫梁包括沿其行進方向設置的豎向部位以及垂直于行進方向的橫向部位；橫向部位一端與豎向部位固定連接。

更進一步地，所述豎向部位兩端各連接有行駛輪；橫向部位遠離豎向部位一端連接有一行駛輪。

更進一步地，小車底盤上連接有可滑移的側邊輪以及驅動側邊輪向鐵軌側邊方向滑移的彈簧。

更進一步地，掃描儀為二維線激光掃描儀。

更進一步地，傾斜傳感器包括兩個，分別用于測量小車的俯仰角和橫滾角。

本發明的目的還在于提供一種隧道超欠挖檢測方法，可以方便、快速的自動化處理數據、分析數據，檢測超欠挖狀態。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種隧道超欠挖檢測方法，掃描儀數據處理包括如下步驟：