CN115307568A - 一种3d扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法 - Google Patents
一种3d扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115307568A CN115307568A CN202210553375.5A CN202210553375A CN115307568A CN 115307568 A CN115307568 A CN 115307568A CN 202210553375 A CN202210553375 A CN 202210553375A CN 115307568 A CN115307568 A CN 115307568A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- main body
- rod
- driving mechanism
- scanning
- side wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 21
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 18
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 10
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 10
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 5
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 claims description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/003—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明提供一种3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法。所述3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置包括手簿；主体支撑机构；第一驱动机构；第二驱动机构；润滑机构，所述第二滚珠与所述第一驱动机构和所述第二驱动机构之间滑动连接；所述固定套的侧壁倾斜安装所述喷头，挤压机构，所述滑槽的内部滑动连接所述限位块，且所述限位块连接所述第二驱动机构；所述限位块的顶端安装所述滑杆，所述滑杆的顶端安装所述橡胶垫，且具有弹性的所述橡胶垫滑动连接所述压缩杆的内部，且所述软管的另一端连通所述压缩杆的顶端。本发明提供的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法具有施工效率高、且减小三维扫描仪扫描时噪音的优点。
Description
技术领域
本发明涉及隧道开挖技术领域，尤其涉及一种3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法。
背景技术
随着我国公路、铁路和水利水电工程技术高速发展以及标准的提高，在选线中不可避免的选择隧道方式穿越复杂地形，使隧道在线路中的占比越来越大，质量要求随之也越来越高；在隧道工程施工中，开挖和支护是质量控制的首要工序，轮廓线的控制就成为了一关键步骤。常规全站仪测量断面点数未能达到施工质量控制需求，且操作风险高、效率低、施工成本高。
故采用Trimble SX10影像三维扫描仪对开挖和支护轮廓线进行控制，但是三维扫描仪长时间使用后，轴承表面的润滑油与空气的灰尘接触形成油污，造成零部件之间的摩擦逐渐增加，造成三维扫描仪在扫描中噪声较大。
因此，有必要提供一种新的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种施工效率高、且减小三维扫描仪扫描时噪音的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置包括：1、一种3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置，其特征在于，包括：手簿；主体，所述主体与所述手簿之间电性连接；支撑机构，所述支撑机构的顶端安装所述主体；第一驱动机构，所述第一驱动机构安装于所述主体的底端；第二驱动机构，所述第二驱动机构安装于所述主体的内部；润滑机构，所述润滑机构包括第二滚珠、连接杆、储存箱、喷头、软管和固定套，所述主体的内部安装所述固定套，所述主体的内部安装所述储存箱，所述储存箱的一端安装所述连接杆，所述连接杆的内部滚动连接所述第二滚珠，且所述第二滚珠与所述第一驱动机构和所述第二驱动机构之间滑动连接；所述固定套的侧壁倾斜安装所述喷头，所述软管的一端连通所述喷头；挤压机构，所述挤压机构包括压缩杆、滑槽、限位块、滑杆和橡胶垫，所述主体的内部对称安装所述压缩杆，所述压缩杆的底端设有所述滑槽，所述滑槽的内部滑动连接所述限位块，且所述限位块连接所述第二驱动机构；所述限位块的顶端安装所述滑杆，所述滑杆的顶端安装所述橡胶垫，且具有弹性的所述橡胶垫滑动连接所述压缩杆的内部，且所述软管的另一端连通所述压缩杆的顶端。
优选的，所述主体包括底座、外壳和摄像头，所述外壳的侧壁连接所述手簿，所述外壳的底端转动连接所述底座，且所述外壳的侧壁转动连接所述摄像头。
优选的，所述支撑机构包括第一支撑杆、固定座、第二支撑杆和螺杆，所述固定座的顶端安装所述底座，所述固定座的底端转动连接所述第一支撑杆，所述第一支撑杆的侧壁滑动连接所述第二支撑杆；所述第一支撑杆的侧壁与所述螺杆之间螺纹连接，且所述螺杆抵触所述第二支撑杆的侧壁。
优选的，所述第一驱动机构包括第一齿轮、变频电机、滚筒、安装杆、锯齿和滑槽，所述底座的顶端安装所述变频电机，所述变频电机连接所述第一齿轮；所述外壳的内部安装所述锯齿，且所述第一齿轮啮合所述锯齿；所述底座的侧壁固定连接所述安装杆，所述安装杆的内部安装滚动连接多个所述滚筒；所述外壳的侧壁设有环形的所述滑槽，且所述滑槽的内部滑动连接所述滚筒。
优选的，所述锯齿在所述外壳的内部呈环形分布，且所述锯齿与所述第一齿轮之间相互垂直。
优选的，所述第二驱动机构包括液压杆、齿条、第二齿轮、固定轴、内圈、第一滚珠和外圈，所述外壳的内部转动连接所述固定轴，所述固定轴与所述摄像头之间固定连接；所述固定轴的侧壁安装所述第二齿轮，所述第二齿轮啮合所述齿条；所述外壳的内部安装所述液压杆，所述液压杆连接其中一根所述齿条，且所述齿条的顶端固定连接所述限位块；所述外壳的内部安装所述外圈，所述外圈与所述第一滚珠之间滑动连接；所述固定轴的侧壁安装所述内圈，且所述内圈的内部滚动连接所述第一滚珠。
优选的，所述外圈的侧壁安装所述固定套，所述固定套的侧壁和所述外壳的内部安装所述储存箱；多个所述第二滚珠分别滑动连接所述第一滚珠和所述滚筒的侧壁。
优选的，一种D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的方法，包括以下步骤：
步骤一：测量前根据设计图纸将隧道直线、曲线、转角、坡度、竖曲线、断面表、等参数输入所述主体的内部，并完成所述主体调试等一系列准备工作；在需扫描段落前选择一较为平整的位置，使用所述支撑机构将所述主体稳定的固定在隧道内部；并将所述主体与所述手簿之间电性连接；SX10 配备对中相机，在连接成功并整平对中仪器后，对中相机会显示SX10 整平对中情况，未对中可进行自动校正，完成后就可进行建站；
步骤二：测站建立之后就可以进行扫描设置，通过操作所述手簿使所述主体运作，所述主体开始进行扫描，所述主体根据现场情况和实际需求选择合适的扫描密度方式，然后设置照相机的类型和图像重叠度；当所述主体运行过程中，所述第一驱动机构带动所述主体左右转动，所述第二驱动机构带动所述主体上下转动，便于所述主体进行扫描；在所述第一驱动机构和所述第二驱动机构运动过程中推动所述第二滚珠在所述连接杆的内部滚动，所述储存箱内部润滑油不断的进入所述连接杆的内部，随着所述第二滚珠转动，使所述第二滚珠将所述连接杆内部的润滑油涂抹在所述第一驱动机构和所述第二驱动机构的侧壁，减小所述第一驱动机构和所述第二驱动机构运动过程中的摩擦力；且当所述第二驱动机构运动过程中带动所述限位块、所述滑杆和所述橡胶垫不断在所述压缩杆的内部上下运动，当所述橡胶垫在所述压缩杆的内部向上运动时，所述橡胶垫在所述压缩杆的内部撑开，使所述橡胶垫紧贴所述压缩杆的侧壁向上运动，将所述压缩杆顶端的气体通过所述软管压入所述喷头的内部，空气从所述喷头的内部吹出进入所述第二驱动机构的内部，吹走所述第二驱动机构内部的灰尘和油污，进一步减小摩擦，从而减小所述主体运行过程中的噪音；
步骤三：扫描完成后，即可现场查看实际扫描的点云情况，检查无缺扫漏扫后，即可导出数据；数据在所述主体的内部处理，输入扫描段落的大概里程值（输入的数值需将实际扫描的断面里程包含住），按照施工需求可以任意设置断面间距，完成后就可提取断面进行偏差分析；分析完成后就可直接生成报告，操作所述主体，生成三维彩色点云，进行三维影像视图，还可根据设置的断面间距查看成果报告，直观的发现问题点具体位置；根据《公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》（JTG F80/1-2017）中对超欠挖的要求，查看成果报告找到问题点所在具体位置，对超挖部分应回填密实：①沿设计轮廓线的均匀超挖，有钢拱架时，可采用喷射混凝土回填，无钢拱架时，可在施工二次衬砌时以二衬混凝土回填，同时应适当调整周边眼布设间距；②局部超挖，超挖量不超过200mm时，宜采用喷射混凝土回填密实；③边墙部位超挖，可采用混凝土或片石混凝土回填。对欠挖部分应凿除或补炮处理：①在破碎岩及软弱岩层中开挖时，局部欠挖宜采用机械进行凿除；②在硬岩及中硬岩层中开挖时，由于岩面硬度较大，往往造成个别部位欠挖，在未超规范欠挖限值、欠挖处岩石强度大于30MPa的情况下，每1m²欠挖面积不宜大于0.1m²，隆起量不得大于50mm，拱脚以上1m范围内严禁欠挖。③超限值欠挖时宜采用预裂爆破法进行补炮，减少对围岩的二次扰动，局部残留可用机械凿除。
与相关技术相比较，本发明提供的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法具有如下有益效果：
本发明提供一种3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法，当所述主体运行过程中，所述第一驱动机构带动所述主体左右转动，所述第二驱动机构带动所述主体上下转动，便于所述主体进行扫描；在所述第一驱动机构和所述第二驱动机构运动过程中推动所述第二滚珠在所述连接杆的内部滚动，所述储存箱内部润滑油不断的进入所述连接杆的内部，随着所述第二滚珠转动，使所述第二滚珠将所述连接杆内部的润滑油涂抹在所述第一驱动机构和所述第二驱动机构的侧壁，减小所述第一驱动机构和所述第二驱动机构运动过程中的摩擦力；且当所述第二驱动机构运动过程中带动所述限位块、所述滑杆和所述橡胶垫不断在所述压缩杆的内部上下运动，当所述橡胶垫在所述压缩杆的内部向上运动时，所述橡胶垫在所述压缩杆的内部撑开，使所述橡胶垫紧贴所述压缩杆的侧壁向上运动，将所述压缩杆顶端的气体通过所述软管压入所述喷头的内部，空气从所述喷头的内部吹出进入所述第二驱动机构的内部，吹走所述第二驱动机构内部的灰尘和油污，进一步减小摩擦，从而减小所述主体运行过程中的噪音。
附图说明
图1为本发明提供的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法的的结构示意图；
图2为图1所示的外壳内部结构示意图；
图3为图2所示的安装杆内部结构俯视图；
图4为图2所示的A处结构防水示意图；
图5为图2所示的压缩杆内部结构示意图；
图6为本发明提供的施工工艺流程图。
图中标号：1、手簿，2、支撑机构，21、第一支撑杆，22、固定座，23、第二支撑杆，24、螺杆，3、主体，31、底座，32、外壳，33、摄像头，4、挤压机构，41、压缩杆，42、滑槽，43、限位块，44、滑杆，45、橡胶垫，5、第一驱动机构，51、第一齿轮，52、变频电机，53、滚筒，54、安装杆，55、锯齿，56、滑槽，6、第二驱动机构，61、液压杆，62、齿条，63、第二齿轮，64、固定轴，65、内圈，66、第一滚珠，67、外圈，7、润滑机构，71、第二滚珠，72、连接杆，73、储存箱，74、喷头，75、软管，76、固定套。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，其中，图1为本发明提供的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法的的结构示意图；图2为图1所示的外壳内部结构示意图；图3为图2所示的安装杆内部结构俯视图；图4为图2所示的A处结构防水示意图；图5为图2所示的压缩杆内部结构示意图；图6为本发明提供的施工工艺流程图。3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置包括：手簿1；主体3，所述主体3与所述手簿1之间电性连接；支撑机构2，所述支撑机构2的顶端安装所述主体3；第一驱动机构5，所述第一驱动机构5安装于所述主体3的底端；第二驱动机构6，所述第二驱动机构6安装于所述主体3的内部；润滑机构7，所述润滑机构7包括第二滚珠71、连接杆72、储存箱73、喷头74、软管75和固定套76，所述主体3的内部安装所述固定套76，所述主体3的内部安装所述储存箱73，所述储存箱73的一端安装所述连接杆72，所述连接杆72的内部滚动连接所述第二滚珠71，且所述第二滚珠71与所述第一驱动机构5和所述第二驱动机构6之间滑动连接；所述固定套76的侧壁倾斜安装所述喷头74，所述软管74的一端连通所述喷头74；挤压机构4，所述挤压机构4包括压缩杆41、滑槽42、限位块43、滑杆44和橡胶垫45，所述主体3的内部对称安装所述压缩杆41，所述压缩杆41的底端设有所述滑槽42，所述滑槽42的内部滑动连接所述限位块43，且所述限位块43连接所述第二驱动机构6；所述限位块43的顶端安装所述滑杆44，所述滑杆44的顶端安装所述橡胶垫45，且具有弹性的所述橡胶垫45滑动连接所述压缩杆41的内部，且所述软管74的另一端连通所述压缩杆41的顶端。
所述主体3包括底座31、外壳32和摄像头33，所述外壳32的侧壁连接所述手簿1，所述外壳32的底端转动连接所述底座31，且所述外壳31的侧壁转动连接所述摄像头33，为了方便所述摄像头33在所述外壳32之间转动对目标进行扫描得出数据。
所述支撑机构2包括第一支撑杆21、固定座22、第二支撑杆23和螺杆24，所述固定座22的顶端安装所述底座31，所述固定座22的底端转动连接所述第一支撑杆21，所述第一支撑杆21的侧壁滑动连接所述第二支撑杆23；所述第一支撑杆21的侧壁与所述螺杆24之间螺纹连接，且所述螺杆24抵触所述第二支撑杆23的侧壁，为了方便将所述第二支撑杆23放在地面上，转动所述螺杆24使所述螺杆24与所述第二支撑杆23分开，通过调节所述第二支撑杆23的长度和所述第二支撑杆23与所述固定座22之间的间距，使所述固定座22处于水平状态，便于在所述固定座22表面安装所述主体3。
所述第一驱动机构5包括第一齿轮51、变频电机52、滚筒53、安装杆54、锯齿55和滑槽56，所述底座31的顶端安装所述变频电机52，所述变频电机52连接所述第一齿轮51；所述外壳32的内部安装所述锯齿55，且所述第一齿轮51啮合所述锯齿55；所述底座31的侧壁固定连接所述安装杆54，所述安装杆54的内部安装滚动连接多个所述滚筒53；所述外壳32的侧壁设有环形的所述滑槽56，且所述滑槽56的内部滑动连接所述滚筒53，为了方便所述变频电机52运作带动所述第一齿轮51转动，所述第一齿轮51啮合所述锯齿55，从而使所述第一齿轮51推动所述锯齿55和所述外壳32转动，所述外壳32在所述滚筒53的侧壁滑动，推动所述滚筒53在所述滑槽56和所述安装杆54的内部转动，减小所述外壳32在所述滚筒53侧壁转动的阻力。
所述锯齿55在所述外壳32的内部呈环形分布，且所述锯齿55与所述第一齿轮51之间相互垂直，为了方便所述第一齿轮51推动所述外壳32和所述摄像头33左右360°转动，便于所述摄像头33进行扫描。
所述第二驱动机构6包括液压杆61、齿条62、第二齿轮63、固定轴64、内圈65、第一滚珠66和外圈67，所述外壳32的内部转动连接所述固定轴64，所述固定轴64与所述摄像头33之间固定连接；所述固定轴64的侧壁安装所述第二齿轮63，所述第二齿轮63啮合所述齿条62；所述外壳32的内部安装所述液压杆61，所述液压杆61连接其中一根所述齿条62，且所述齿条62的顶端固定连接所述限位块43；所述外壳32的内部安装所述外圈67，所述外圈67与所述第一滚珠66之间滑动连接；所述固定轴64的侧壁安装所述内圈65，且所述内圈65的内部滚动连接所述第一滚珠66，为了方便所述液压杆61运动带动所述齿条62上下移动，所述齿条62移动推动所述第二齿轮63、所述固定轴64、所述摄像头33和所述内圈65转动，所述内圈65转动推动所述第一滚筒66在所述外圈67的内部转动，减小所述摄像头33上下转动的阻力。
所述外圈67的侧壁安装所述固定套76，所述固定套76的侧壁和所述外壳32的内部安装所述储存箱73；多个所述第二滚珠71分别滑动连接所述第一滚珠66和所述滚筒53的侧壁，为了方便当所述第一滚珠66和所述滚筒53转动时推动所述第二滚珠71转动，使所述第二滚筒71表面的润滑油涂抹到所述第一滚珠66和所述滚筒53的侧壁。
一种3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的方法，包括以下步骤：
步骤一：测量前根据设计图纸将隧道直线、曲线、转角、坡度、竖曲线、断面表、等参数输入所述主体3的内部，并完成所述主体3调试等一系列准备工作；在需扫描段落前选择一较为平整的位置，将所述第二支撑杆23放在地面上，转动所述螺杆24使所述螺杆24与所述第二支撑杆23分开，通过调节所述第二支撑杆23的长度和所述第二支撑杆23与所述固定座22之间的间距，使所述固定座22处于水平状态，便于在所述固定座22表面安装所述主体3，将所述主体3稳定的固定在隧道内部；并将所述主体3与所述手簿1之间电性连接；SX10配备对中相机，在连接成功并整平对中仪器后，对中相机会显示SX10 整平对中情况，未对中可进行自动校正，完成后就可进行建站；
步骤二：测站建立之后就可以进行扫描设置，通过操作所述手簿1使所述主体3运作，所述主体3内部的蓄电池为所述主体3运作提供电源，所述主体3开始进行扫描，所述主体3根据现场情况和实际需求选择合适的扫描密度方式，然后设置照相机的类型和图像重叠度；当所述主体3运行过程中，所述变频电机52运作带动所述第一齿轮51转动，所述第一齿轮51啮合所述锯齿55，从而使所述第一齿轮51推动所述锯齿55和所述外壳32转动，所述外壳32在所述滚筒53的侧壁滑动，推动所述滚筒53在所述滑槽56和所述安装杆54的内部转动，减小所述外壳32在所述滚筒53侧壁转动的阻力；所述液压杆61运动带动所述齿条62上下移动，所述齿条62移动推动所述第二齿轮63、所述固定轴64、所述摄像头33和所述内圈65转动，所述内圈65转动推动所述第一滚筒66在所述外圈67的内部转动，减小所述摄像头33上下转动的阻力；所述主体3左右上下的转动便于所述主体3进行扫描；所述第一滚珠66和所述滚筒53转动时推动所述第二滚珠71转动，所述第二滚珠71在所述连接杆72的内部滚动，所述储存箱73内部润滑油不断的进入所述连接杆72的内部，随着所述第二滚珠71转动，使所述第二滚珠71将所述连接杆72内部的润滑油涂抹在所述第一驱动机构5和所述第二驱动机构6的侧壁，减小所述第一驱动机构5和所述第二驱动机构6运动过程中的摩擦力；且当所述第二驱动机构6运动过程中带动所述限位块43、所述滑杆44和所述橡胶垫45不断在所述压缩杆41的内部上下运动，当所述橡胶垫45向下运动，所述压缩杆41内部的空气向上挤压所述橡胶垫45，使所述橡胶垫45收缩与所述压缩杆41的内侧壁分开，使所述压缩杆41内部的空气相互流通；当所述橡胶垫45在所述压缩杆41的内部向上运动时，所述橡胶垫45在所述压缩杆41的内部撑开，使所述橡胶垫45紧贴所述压缩杆41的侧壁向上运动，将所述压缩杆41顶端的气体通过所述软管75压入所述喷头74的内部，空气从所述喷头74的内部吹出进入所述外圈67与所述内圈65之间，吹走所述所述外圈67与所述内圈65之间内部的灰尘和油污，进一步减小摩擦，从而减小所述主体3运行过程中的噪音；
步骤三：扫描完成后，即可现场查看实际扫描的点云情况，检查无缺扫漏扫后，即可导出数据；数据在所述主体3的内部处理，输入扫描段落的大概里程值输入的数值需将实际扫描的断面里程包含住，按照施工需求可以任意设置断面间距，完成后就可提取断面进行偏差分析；分析完成后就可直接生成报告，操作所述主体3，生成三维彩色点云，进行三维影像视图，还可根据设置的断面间距查看成果报告，直观的发现问题点具体位置；根据《公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》JTG F80/1-2017中对超欠挖的要求，查看成果报告找到问题点所在具体位置，对超挖部分应回填密实：①沿设计轮廓线的均匀超挖，有钢拱架时，可采用喷射混凝土回填，无钢拱架时，可在施工二次衬砌时以二衬混凝土回填，同时应适当调整周边眼布设间距；②局部超挖，超挖量不超过200mm时，宜采用喷射混凝土回填密实；③边墙部位超挖，可采用混凝土或片石混凝土回填。对欠挖部分应凿除或补炮处理：①在破碎岩及软弱岩层中开挖时，局部欠挖宜采用机械进行凿除；②在硬岩及中硬岩层中开挖时，由于岩面硬度较大，往往造成个别部位欠挖，在未超规范欠挖限值、欠挖处岩石强度大于30MPa的情况下，每1m²欠挖面积不宜大于0.1m²，隆起量不得大于50mm，拱脚以上1m范围内严禁欠挖。③超限值欠挖时宜采用预裂爆破法进行补炮，减少对围岩的二次扰动，局部残留可用机械凿除。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置，其特征在于，包括：
手簿（1）；
主体（3），所述主体（3）与所述手簿（1）之间电性连接；
支撑机构（2），所述支撑机构（2）的顶端安装所述主体（3）；
第一驱动机构（5），所述第一驱动机构（5）安装于所述主体（3）的底端；
第二驱动机构（6），所述第二驱动机构（6）安装于所述主体（3）的内部；
润滑机构（7），所述润滑机构（7）包括第二滚珠（71）、连接杆（72）、储存箱（73）、喷头（74）、软管（75）和固定套（76），所述主体（3）的内部安装所述固定套（76），所述主体（3）的内部安装所述储存箱（73），所述储存箱（73）的一端安装所述连接杆（72），所述连接杆（72）的内部滚动连接所述第二滚珠（71），且所述第二滚珠（71）与所述第一驱动机构（5）和所述第二驱动机构（6）之间滑动连接；所述固定套（76）的侧壁倾斜安装所述喷头（74），所述软管（74）的一端连通所述喷头（74）；
挤压机构（4），所述挤压机构（4）包括压缩杆（41）、滑槽（42）、限位块（43）、滑杆（44）和橡胶垫（45），所述主体（3）的内部对称安装所述压缩杆（41），所述压缩杆（41）的底端设有所述滑槽（42），所述滑槽（42）的内部滑动连接所述限位块（43），且所述限位块（43）连接所述第二驱动机构（6）；所述限位块（43）的顶端安装所述滑杆（44），所述滑杆（44）的顶端安装所述橡胶垫（45），且具有弹性的所述橡胶垫（45）滑动连接所述压缩杆（41）的内部，且所述软管（74）的另一端连通所述压缩杆（41）的顶端。
2.根据权利要求1所述的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置，其特征在于，所述主体（3）包括底座（31）、外壳（32）和摄像头（33），所述外壳（32）的侧壁连接所述手簿（1），所述外壳（32）的底端转动连接所述底座（31），且所述外壳（31）的侧壁转动连接所述摄像头（33）。
3.根据权利要求2所述的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置，其特征在于，所述支撑机构（2）包括第一支撑杆（21）、固定座（22）、第二支撑杆（23）和螺杆（24），所述固定座（22）的顶端安装所述底座（31），所述固定座（22）的底端转动连接所述第一支撑杆（21），所述第一支撑杆（21）的侧壁滑动连接所述第二支撑杆（23）；所述第一支撑杆（21）的侧壁与所述螺杆（24）之间螺纹连接，且所述螺杆（24）抵触所述第二支撑杆（23）的侧壁。
4.根据权利要求3所述的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置，其特征在于，所述第一驱动机构（5）包括第一齿轮（51）、变频电机（52）、滚筒（53）、安装杆（54）、锯齿（55）和滑槽（56），所述底座（31）的顶端安装所述变频电机（52），所述变频电机（52）连接所述第一齿轮（51）；所述外壳（32）的内部安装所述锯齿（55），且所述第一齿轮（51）啮合所述锯齿（55）；所述底座（31）的侧壁固定连接所述安装杆（54），所述安装杆（54）的内部安装滚动连接多个所述滚筒（53）；所述外壳（32）的侧壁设有环形的所述滑槽（56），且所述滑槽（56）的内部滑动连接所述滚筒（53）。
5.根据权利要求4所述的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置，其特征在于，所述锯齿（55）在所述外壳（32）的内部呈环形分布，且所述锯齿（55）与所述第一齿轮（51）之间相互垂直。
6.根据权利要求5所述的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置，其特征在于，所述第二驱动机构（6）包括液压杆（61）、齿条（62）、第二齿轮（63）、固定轴（64）、内圈（65）、第一滚珠（66）和外圈（67），所述外壳（32）的内部转动连接所述固定轴（64），所述固定轴（64）与所述摄像头（33）之间固定连接；所述固定轴（64）的侧壁安装所述第二齿轮（63），所述第二齿轮（63）啮合所述齿条（62）；所述外壳（32）的内部安装所述液压杆（61），所述液压杆（61）连接其中一根所述齿条（62），且所述齿条（62）的顶端固定连接所述限位块（43）；所述外壳（32）的内部安装所述外圈（67），所述外圈（67）与所述第一滚珠（66）之间滑动连接；所述固定轴（64）的侧壁安装所述内圈（65），且所述内圈（65）的内部滚动连接所述第一滚珠（66）。
7.根据权利要求6所述的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置，其特征在于，所述外圈（67）的侧壁安装所述固定套（76），所述固定套（76）的侧壁和所述外壳（32）的内部安装所述储存箱（73）；多个所述第二滚珠（71）分别滑动连接所述第一滚珠（66）和所述滚筒（53）的侧壁。
8.根据权利要求7所述的3D扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的方法，包括以下步骤：
步骤一：测量前根据设计图纸将隧道直线、曲线、转角、坡度、竖曲线、断面表、等参数输入所述主体（3）的内部，并完成所述主体（3）调试等一系列准备工作；在需扫描段落前选择一较为平整的位置，使用所述支撑机构（2）将所述主体（3）稳定的固定在隧道内部；并将所述主体（3）与所述手簿（1）之间电性连接；SX10 配备对中相机，在连接成功并整平对中仪器后，对中相机会显示SX10 整平对中情况，未对中可进行自动校正，完成后就可进行建站；
步骤二：测站建立之后就可以进行扫描设置，通过操作所述手簿（1）使所述主体（3）运作，所述主体（3）开始进行扫描，所述主体（3）根据现场情况和实际需求选择合适的扫描密度方式，然后设置照相机的类型和图像重叠度；当所述主体（3）运行过程中，所述第一驱动机构（5）带动所述主体（3）左右转动，所述第二驱动机构（6）带动所述主体（3）上下转动，便于所述主体（3）进行扫描；在所述第一驱动机构（5）和所述第二驱动机构（6）运动过程中推动所述第二滚珠（71）在所述连接杆（72）的内部滚动，所述储存箱（73）内部润滑油不断的进入所述连接杆（72）的内部，随着所述第二滚珠（71）转动，使所述第二滚珠（71）将所述连接杆（72）内部的润滑油涂抹在所述第一驱动机构（5）和所述第二驱动机构（6）的侧壁，减小所述第一驱动机构（5）和所述第二驱动机构（6）运动过程中的摩擦力；且当所述第二驱动机构（6）运动过程中带动所述限位块（43）、所述滑杆（44）和所述橡胶垫（45）不断在所述压缩杆（41）的内部上下运动，当所述橡胶垫（45）在所述压缩杆（41）的内部向上运动时，所述橡胶垫（45）在所述压缩杆（41）的内部撑开，使所述橡胶垫（45）紧贴所述压缩杆（41）的侧壁向上运动，将所述压缩杆（41）顶端的气体通过所述软管（75）压入所述喷头（74）的内部，空气从所述喷头（74）的内部吹出进入所述第二驱动机构（6）的内部，吹走所述第二驱动机构（6）内部的灰尘和油污，进一步减小摩擦，从而减小所述主体（3）运行过程中的噪音；
步骤三：扫描完成后，即可现场查看实际扫描的点云情况，检查无缺扫漏扫后，即可导出数据；数据在所述主体（3）的内部处理，输入扫描段落的大概里程值（输入的数值需将实际扫描的断面里程包含住），按照施工需求可以任意设置断面间距，完成后就可提取断面进行偏差分析；分析完成后就可直接生成报告，操作所述主体（3），生成三维彩色点云，进行三维影像视图，还可根据设置的断面间距查看成果报告，直观的发现问题点具体位置；根据《公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》（JTG F80/1-2017）中对超欠挖的要求，查看成果报告找到问题点所在具体位置，对超挖部分应回填密实：①沿设计轮廓线的均匀超挖，有钢拱架时，可采用喷射混凝土回填，无钢拱架时，可在施工二次衬砌时以二衬混凝土回填，同时应适当调整周边眼布设间距；②局部超挖，超挖量不超过200mm时，宜采用喷射混凝土回填密实；③边墙部位超挖，可采用混凝土或片石混凝土回填。对欠挖部分应凿除或补炮处理：①在破碎岩及软弱岩层中开挖时，局部欠挖宜采用机械进行凿除；②在硬岩及中硬岩层中开挖时，由于岩面硬度较大，往往造成个别部位欠挖，在未超规范欠挖限值、欠挖处岩石强度大于30MPa的情况下，每1m²欠挖面积不宜大于0.1m²，隆起量不得大于50mm，拱脚以上1m范围内严禁欠挖。③超限值欠挖时宜采用预裂爆破法进行补炮，减少对围岩的二次扰动，局部残留可用机械凿除。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210553375.5A CN115307568A (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种3d扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210553375.5A CN115307568A (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种3d扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115307568A true CN115307568A (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=83855441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210553375.5A Pending CN115307568A (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种3d扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115307568A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116756836A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-09-15 | 中南大学 | 一种隧道超欠挖体积计算方法、电子设备及存储介质 |
-
2022
- 2022-05-20 CN CN202210553375.5A patent/CN115307568A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116756836A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-09-15 | 中南大学 | 一种隧道超欠挖体积计算方法、电子设备及存储介质 |
| CN116756836B (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-14 | 中南大学 | 一种隧道超欠挖体积计算方法、电子设备及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108343445B (zh) | 模拟隧道分部开挖的多功能智能掘进装置及方法 | |
| CN108982250B (zh) | 一种模拟顶管管节与岩质围岩剪切摩擦的装置及试验方法 | |
| CN108397201A (zh) | 隧道掘进机的安全施工方法 | |
| CN115307568A (zh) | 一种3d扫描控制隧道开挖和支护轮廓线的装置及方法 | |
| AU2021106928A4 (en) | Construction method for excavation of deep pit with triaxial mixing pile waterstop curtains and rotary bored cast-in-place pile supports | |
| CN110924961B (zh) | 一种盾构机下穿既有车站始发的施工方法 | |
| CN102071693A (zh) | 变截面水泥土重力式挡墙及其施工方法 | |
| CN113006042B (zh) | 一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺 | |
| CN111706347B (zh) | 一种顶管反向清障施工方法 | |
| CN109706921A (zh) | 灌注桩双护筒施工工艺 | |
| CN113026715A (zh) | 高填方路基强夯施工方法 | |
| CN204491370U (zh) | 湿陷性黄土地段路基填筑机 | |
| CN114484073B (zh) | 一种人工顶管施工方法 | |
| CN114045870B (zh) | 一种超深基坑群异步开挖顺逆结合安全性施工方法 | |
| CN102561362A (zh) | 一种强夯置换淤泥质土的基坑支护施工方法 | |
| CN110230272A (zh) | 一种圆管涵施工方法 | |
| WO2005001210A1 (en) | Construction method of underground diaphragm wall and excavator for the underground diaphragm wall | |
| CN117211826A (zh) | 一种下穿机场跑道管幕法箱涵顶进施工方法 | |
| CN209838413U (zh) | 急弯曲隧道模型试验装置 | |
| CN207878451U (zh) | 一种采用坑底注浆地连墙控制基坑开挖影响的装置 | |
| CN110029652A (zh) | 一种减少湿陷性黄土工后沉降的施工工艺 | |
| CN113089623B (zh) | 适用于覆盖有杂填土或建筑垃圾填土场地的勘察装置 | |
| JP3426556B2 (ja) | 地盤改良装置及び地盤改良工法 | |
| CN114370234A (zh) | 一种裸岩河床钢管桩施工设备及施工方法 | |
| CN114776311A (zh) | 一种地铁停车场出入场线下穿建筑物盾构施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |