CN112576257A - 一种隧道爆破孔放样定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道爆破孔放样定位方法，包括以下步骤：步骤一、获取隧道掌子面的实际围岩情况，确定隧道爆破设计模型，其中所述爆破设计方案中确定了炮孔的数量以及位置；步骤二、将所述隧道爆破设计模型导入至定位投影设备内；步骤三、确定所述定位投影设备与所述隧道掌子面的空间位置关系，获得所述定位投影设备与所述隧道掌子面的实际位置参数；步骤四、所述定位投影设备将所述隧道爆破设计模型的炮孔投影到所述隧道掌子面相应位置上，在所述隧道掌子面上形成若干炮孔投影点；与传统方式相比，本方明方法提高了施工速度，而且提高了炮孔位置的准确性，提升了隧道爆破效果，降低了因超欠挖造成的施工风险和喷射混凝土量，提高了施工安全和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及隧道爆破孔放样定位领域。更具体地说，本发明涉及一种隧道爆破孔放样定位方法。
背景技术
随着我国交通事业的不断发展，规划与在建隧道不断增多，钻爆法以其灵活度高、适应性好、造价低廉等优点而广泛应用于隧道施工中。隧道爆破是钻爆法隧道的重要组成部分，隧道爆破炮孔的位置影响隧道超欠挖、岩石块度等爆破效果，所以爆破炮孔的位置准确性至关重要。传统的隧道爆破的炮孔往往人为的粗略估计定位，未按设计进行钻孔，或采用全站仪等设备进行测量放样，全站仪等设备可以相对直接地放样炮孔位置，但是隧道掌子面炮孔数量多，会耗费大量的人力、物力，占用过多的施工时间，容易影响正常的隧道施工工序，并且人工测量过程中易产生人为误差，导致炮孔放样坐标错误。因此，一种适用性强、准确性高的钻爆法隧道爆破炮孔放样定位的方法对隧道爆破效果有巨大的影响和应用前景。
发明内容
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明的一实施例提供了一种隧道爆破孔放样定位方法，包括以下步骤：
步骤一、获取隧道掌子面的实际围岩情况，根据所述隧道掌子面的实际围岩情况，确定隧道爆破设计模型，其中所述爆破设计方案中确定了炮孔的数量以及位置；
步骤二、将所述隧道爆破设计模型导入至定位投影设备内；
步骤三、将所述定位投影设备置于隧道掌子面前方，分别测量所述定位投影设备和所述隧道掌子面的三维坐标，并确定所述定位投影设备与所述隧道掌子面的空间位置关系，获得所述定位投影设备与所述隧道掌子面的实际位置参数；
步骤四、所述定位投影设备将所述隧道爆破设计模型的炮孔投影到所述隧道掌子面相应位置上，在所述隧道掌子面上形成若干炮孔投影点。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，还包括：
步骤五、在所述隧道掌子面上在炮孔投影点上分别进行钻孔；
步骤六、每掘进一段隧道，重复上述步骤一至所述步骤五，直至完成隧道的全部爆破工作。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤一中，采用激光扫描技术、拍照摄影技术获取所述隧道掌子面的实际围岩情况。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤三中，采用全站仪人工定位技术、GPS自动定位技术或者北斗自动定位技术获得所述定位投影设备和所述隧道掌子面的三维坐标。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤三中，确定所述隧道掌子面与所述定位投影设备的位置关系，具体为：通过所述隧道掌子面上三个及以上的炮孔的绝对坐标信息和所述定位投影设备的绝对坐标信息，建立所述隧道掌子面与所述定位投影设备的空间位置关系，获得所述定位投影设备与所述隧道掌子面的位置参数。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤三中，将所述定位投影设备置于隧道掌子面前方之后，结合所述步骤三获得的所述隧道掌子面的三维坐标，所述定位投影设备根据所述隧道掌子面表面的凹凸不平情况自动调整炮孔的设计位置。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤一中，根据所述隧道掌子面的实际围岩情况，且通过理论计算、工程类比或爆破设计软件确定所述隧道爆破设计模型。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤四中，所述定位投影设备与所述隧道掌子面的空间位置关系，具体为，所述定位投影设备的与所述隧道掌子面的角度信息、距离信息。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤六之后还包括：
步骤七、依据投影在所述隧道掌子面上的炮孔投影点进行炮孔标记，标记完成后撤去所述定位投影设备。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤四中，根据所述定位投影设备与所述隧道掌子面的实际位置参数，所述定位投影设备自动计算调整待定位的炮孔与其它炮孔的位置关系，使得待投影的炮孔准备无误的投影于所述隧道掌子面上。
本发明至少包括以下有益效果：本发明利用所述定位投影设备，采用二维或三维投影技术将设计好的隧道爆破炮孔位置投影定位于所述隧道掌子面上，指导隧道炮孔精确钻凿施工。
与传统方式相比，本方明方法节省了大量的人力、物力，不仅提高了施工速度，而且提高了炮孔位置的准确性，提升了隧道爆破效果，降低了因超欠挖造成的施工风险和喷射混凝土量，提高了施工安全和经济效益。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明中隧道掌子面和投影设备的使用位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
如图1所示，本发明的一优选实施例提供一种隧道爆破孔放样定位方法，包括以下步骤：
步骤一、采用激光扫描技术、拍照摄影技术等获取隧道掌子面的实际围岩情况，具体采用三维激光扫描设备和激光雷达考察隧道掌子面的土层情况，根据所述隧道掌子面的实际围岩情况，确定隧道爆破设计模型，其中所述爆破设计方案中确定了炮孔的数量以及位置；所述隧道爆破设计模型可以是采用CAD软件画出来的CAD格式的设计图。
其中，隧道掌子面又称隧道礃子面，是坑道施工中的一个术语，即开挖坑道(采煤、采矿或隧道工程中)不断向前推进的工作面，通过对隧道掌子面的不断爆破，从而实现整个隧道的爆破工作。
步骤二、将所述隧道爆破设计模型导入至定位投影设备内；且在导入之前，先将所述隧道爆破设计模型转化成定位投影设备系统可以识别的格式。比如，所述定位投影设备是可以识别CAD格式的，导入之前，先将所述隧道爆破设计模型的格式转化为CAD格式，简单方便。
步骤三、将所述定位投影设备置于隧道掌子面前方，采用三维激光扫描设备、激光雷达获取所述隧道掌子面的实际围岩情况。分别测量所述定位投影设备和所述隧道掌子面的三维坐标，并确定所述定位投影设备与所述隧道掌子面的空间位置关系，获得所述定位投影设备与所述隧道掌子面的实际位置参数；
步骤四、所述定位投影设备将所述隧道爆破设计模型的炮孔投影到所述隧道掌子面相应位置上，在所述隧道掌子面上形成若干炮孔投影点。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，还包括：
步骤五、在所述隧道掌子面上在炮孔投影点上分别进行钻孔；
步骤六、每掘进一段隧道，重复上述步骤一至所述步骤五，即实现隧道爆破炮孔的快速方样定位，提高了炮孔的位置的准确性，指导炮孔钻凿施工，提升了隧道爆破效果。直至完成隧道的全部爆破工作。
该定位爆破方法可应用于其他工程的爆破炮孔定位。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤三中，采用全站仪人工定位技术、GPS自动定位技术或者北斗自动定位技术获得所述定位投影设备和所述隧道掌子面的三维坐标。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤三中，确定所述隧道掌子面与所述定位投影设备的位置关系，具体为：通过所述隧道掌子面上三个及以上的炮孔的绝对坐标信息和所述定位投影设备的绝对坐标信息，建立所述隧道掌子面与所述定位投影设备的空间位置关系，获得所述定位投影设备与所述隧道掌子面的位置参数。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤三中，将所述定位投影设备置于隧道掌子面前方之后，结合所述步骤三获得的所述隧道掌子面的三维坐标，所述定位投影设备根据所述隧道掌子面表面的凹凸不平情况自动调整炮孔的设计位置。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤一中，根据所述隧道掌子面的实际围岩情况，且通过理论计算、工程类比或爆破设计软件确定所述隧道爆破设计模型。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤四中，所述定位投影设备与所述隧道掌子面的空间位置关系，具体为，所述定位投影设备与所述隧道掌子面的角度信息、距离信息。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤六之后还包括：
步骤七、依据投影在所述隧道掌子面上的炮孔投影点进行炮孔标记，标记完成后撤去所述定位投影设备。防止现场其他施工以及设备造成所述定位投影设备的移动或影像遮挡，引起所述隧道掌子面上的炮孔位置变化或无法投影定位，无法按设计图进行钻孔，造成爆破无法正常进行，或者爆破位置错误等一系列问题。
根据本发明的一优选实施例，所述的隧道爆破孔放样定位方法，所述步骤五中，其中，所述步骤四中，根据所述定位投影设备与所述隧道掌子面的实际位置参数，所述定位投影设备自动计算调整待定位的炮孔与其它炮孔的位置关系，使得待投影的炮孔准备无误的投影于所述隧道掌子面上。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、获取隧道掌子面的实际围岩情况，根据所述隧道掌子面的实际围岩情况，确定隧道爆破设计模型，其中所述爆破设计方案中确定了炮孔的数量以及位置；
步骤二、将所述隧道爆破设计模型导入至定位投影设备内；
步骤三、将所述定位投影设备置于隧道掌子面前方，分别测量所述定位投影设备和所述隧道掌子面的三维坐标，并确定所述定位投影设备与所述隧道掌子面的空间位置关系，获得所述定位投影设备与所述隧道掌子面的实际位置参数；
步骤四、所述定位投影设备将所述隧道爆破设计模型的炮孔投影到所述隧道掌子面相应位置上，在所述隧道掌子面上形成若干炮孔投影点。
2.根据权利要求1所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，还包括：
步骤五、在所述隧道掌子面上在炮孔投影点上分别进行钻孔；
步骤六、每掘进一段隧道，重复上述步骤一至所述步骤五，直至完成隧道的全部爆破工作。
3.根据权利要求1所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，所述步骤一中，采用激光扫描技术、拍照摄影技术获取所述隧道掌子面的实际围岩情况。
4.根据权利要求1所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，所述步骤三中，采用全站仪人工定位技术、GPS自动定位技术或者北斗自动定位技术获得所述定位投影设备和所述隧道掌子面的三维坐标。
5.根据权利要求1所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，所述步骤三中，确定所述隧道掌子面与所述定位投影设备的位置关系，具体为：通过所述隧道掌子面上三个及以上的炮孔的绝对坐标信息和所述定位投影设备的绝对坐标信息，建立所述隧道掌子面与所述定位投影设备的空间位置关系，获得所述定位投影设备与所述隧道掌子面的位置参数。
6.根据权利要求1所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，所述步骤三中，将所述定位投影设备置于隧道掌子面前方之后，结合所述步骤三获得的所述隧道掌子面的三维坐标，所述定位投影设备根据所述隧道掌子面表面的凹凸不平情况自动调整炮孔的设计位置。
7.根据权利要求1所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，所述步骤一中，根据所述隧道掌子面的实际围岩情况，且通过理论计算、工程类比或爆破设计软件确定所述隧道爆破设计模型。
8.根据权利要求1所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，所述步骤四中，所述定位投影设备与所述隧道掌子面的空间位置关系，具体为，所述定位投影设备与所述隧道掌子面的角度信息、距离信息。
9.根据权利要求2所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，所述步骤六之后还包括：
步骤七、依据投影在所述隧道掌子面上的炮孔投影点进行炮孔标记，标记完成后撤去所述定位投影设备。
10.根据权利要求1所述的隧道爆破孔放样定位方法，其特征在于，所述步骤四中，根据所述定位投影设备与所述隧道掌子面的实际位置参数，所述定位投影设备自动计算调整待定位的炮孔与其它炮孔的位置关系，使得待投影的炮孔准备无误的投影于所述隧道掌子面上。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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