[發明專利]一種基于BIM的隧道地層損失量監測裝置及方法有效
| 申請號： | 202011109073.6 | 申請日： | 2020-10-16 |
| 公開（公告）號： | CN112253134B | 公開（公告）日： | 2023-05-26 |
| 發明（設計）人： | 拾峰;陳兵;張春寧;仲宇;薛倩倩;宗為文;孫軍強;李重六;趙孝祥;陳弘毅 | 申請（專利權）人： | 國網江蘇省電力工程咨詢有限公司 |
| 主分類號： | E21D9/00 | 分類號： | E21D9/00;E21D9/06;E21F17/18;E21F17/00 |
| 代理公司： | 南京經緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 朱楨榮 |
| 地址： | 210009 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 bim 隧道 地層 損失 監測 裝置 方法 | ||
1.一種基于BIM的隧道地層損失量監測裝置的方法，其特征在于，隧道地層損失量監測裝置包括盾構機姿態和沉降監控設備、隧道沉降監控設備、無線傳輸設備和BIM平臺；其中，
盾構機姿態和沉降監控設備，安裝于盾構機的尾部，用于監測盾構機的傾角和沉降并將盾構機機頭的傾角θ和因機頭重量引起的沉降量L0經無線傳輸設備輸出至BIM平臺；
隧道沉降監控設備，安裝在已掘進的沿線隧道襯墊內側，用于監測已掘進隧道的沉降并將已掘進隧道的沉降量L1經無線傳輸設備輸出至BIM平臺；
BIM平臺，用于對接收的盾構機機頭的傾角θ、因機頭重量引起的沉降量L0、已掘進隧道的沉降量L1進行處理得到地層損失量；
計算地層損失量Vj和已掘進隧道地層損失量V′j的具體步驟如下：
步驟1、基于BIM技術和盾構機頭行進坐標，建立盾構機行進過程的三維模型；
步驟2、基于步驟1中的三維模型和隧道沉降監控設備監測結果，采用樣條曲線對已掘進隧道的沉降量沿行進里程進行插值，建立具備時空效應的三維隧道變形模型；
步驟3、基于BIM的三維模型技術，獲取由于非線性引起的盾構機切向旋轉占用體積和隧道的等效開挖半徑；
步驟4、基于步驟1的盾構機行進過程的三維模型、步驟2的三維隧道變形模型和隧道沉降監控設備監測結果、步驟3中隧道的等效開挖半徑，計算地層損失量Vj和已掘進隧道地層損失量V′j；
其中，Vj為因隧道開挖造成的地層損失量；R為隧道的等效開挖半徑，如果隧道直線開挖即等于開挖半徑，如果隧道存在旋轉半徑開挖則根據BIM模型中占用體積計算等效的半徑；r為隧道管片的外圍尺寸半徑，L為盾構機的沉降量即L為因盾構機機頭重量引起的沉降量L0，D為盾構機頭的長度，θ為盾構機機頭的傾角；
式中，L′為已掘進隧道的沉降量，即為因盾構機機頭重量引起的沉降量L0與已掘進隧道的沉降量L1之和。
2.根據權利要求1所述的一種基于BIM的隧道地層損失量監測裝置的方法，其特征在于，所述隧道沉降監控設備有多個，每隔5-50m在隧道頂部布設1個。
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