[發明專利]一種隧道施工引導方法、平臺、系統及作業方法

有效

• 申請號: 202210012420.6
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114352290B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 于會敏;張翔;吳冰;郭賽
• 申請（專利權）人: 徐工漢云技術股份有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 鐘昕宇

1.一種基于物聯網平臺的隧道施工引導方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：獲取隧道施工資料，根據隧道施工資料生成鉆孔施工方案；

步驟B：發送所述鉆孔施工方案至鑿巖臺車的上位機顯示屏，并根據所述鉆孔施工方案生成鉆孔爆破任務下發至施工人員控制端；

步驟C：控制進行已施工進尺的三維輪廓掃描，獲取三維點云數據；

步驟D：對所述三維點云數據進行拼接、去噪、斷面提取處理，計算超欠挖位置、總量、最大值數據，突出顯示每循環的超欠挖結果，生成超欠挖報告；

步驟E：根據超欠挖分析報告，實時優化布孔圖設計，更新鉆孔方案，實現每循環的鉆孔方案動態設計；

步驟F：重復步驟A-E直至開挖作業完成；

所述方法還包括：根據所述超欠挖報告，對隧道斷面進行處理，使隧道斷面形狀及尺寸參數符合設計要求，包括以下步驟：

步驟a：超欠挖分析報告的結果分為兩種情況，超挖和欠挖；若結果為超挖，則跳轉步驟b；若結果為欠挖，則跳轉步驟c；

步驟b：根據三維輪廓掃描斷面和理論斷面對比，確定隧道斷面濕噴部位及濕噴量；跳轉步驟d；

步驟c：依據三維輪廓掃描斷面和理論斷面對比獲得欠挖大小，根據欠挖大小，控制清除欠挖巖石，消除欠挖部分后進行三維掃描，根據三維輪廓掃描斷面和理論斷面對比，確定隧道斷面濕噴部位及濕噴量；跳轉步驟d；

步驟d：將濕噴部位和濕噴量下發至濕噴臺車的上位機顯示屏；同時，下發濕噴任務至施工人員控制端；

步驟e：濕噴完成后，再次啟動三維輪廓掃描，確保隧道斷面形狀及尺寸參數符合設計要求；如不符合要求，跳轉步驟a。

2.根據權利要求1所述的隧道施工引導方法，其特征在于，所述隧道施工資料包括該隧道的巖體類型；

根據隧道施工資料生成鉆孔施工方案，包括：

根據該隧道的巖體類型選取隧道施工的類似巖體施工資料，調取相應布孔方案、鉆孔方案、一次爆破量數據，自動調整匹配隧道開挖相關內容參數，基于所述隧道設計資料進行布孔圖設計，得到布孔設計圖；所述類似巖體施工資料包含：巖體類別、巖體強度、巖體完成性、一次掘進深度、開挖隧道尺寸形狀；

根據所述布孔設計圖，結合隧道一次掘進循環深度、開挖隧道尺寸形狀，確定隧道的鉆孔施工方案，所述鉆孔施工方案包括：鉆孔定位、鉆孔深度、鉆孔孔徑、炸藥用量、爆破順序信息參數。

3.根據權利要求2所述的隧道施工引導方法，其特征在于，根據超欠挖分析報告，實時優化布孔圖設計，實現每循環的鉆孔方案動態設計的方法包括以下步驟：

利用3D掃描建立3D數字模型，分析超欠挖工程量；

明確相應位置布孔方案、鉆孔深度及裝藥量；

調整局部布孔方案及鉆孔方案。

4.根據權利要求1所述的隧道施工引導方法，其特征在于，所述方法還包括：根據施工過程數據，可動態分析開挖質量和濕噴質量，為方案優化積累數據；

所述施工過程數據包括鑿巖臺車施工數據、濕噴臺車施工數據、布孔數據和3D輪廓掃描數據。

5.一種用于執行如權利要求1-4任一項所述方法的隧道施工引導平臺，其特征在于，包括：

方案生成模塊：用于獲取隧道施工資料，根據隧道施工資料生成鉆孔施工方案；

轉發模塊：用于發送所述鉆孔施工方案至鑿巖臺車的上位機顯示屏，并根據所述鉆孔施工方案生成鉆孔爆破任務下發至施工人員控制端；

三維輪廓掃描模塊：控制進行已施工進尺的三維輪廓掃描，獲取三維點云數據；

報告生成模塊：用于對所述三維點云數據進行拼接、去噪、斷面提取處理，計算超欠挖位置、總量、最大值數據，突出顯示每循環的超欠挖結果，生成超欠挖報告；

方案更新模塊：根據超欠挖分析報告，實時優化布孔圖設計，更新鉆孔方案，實現每循環的鉆孔方案動態設計。