CN205228438U - 隧道收敛直径测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道收敛直径测量系统，包括GRP5000隧道检测车及两片反射片，所述GRP5000隧道检测车设置于隧道轨道上，所述GRP5000隧道检测车上设有激光发射器；所述两片反射片分别布设于隧道检测环的左右邻接块管片接缝的下弦长0.813m处。本实用新型利用新型激光扫描设备GRP5000隧道检测车，通过激光扫描设备配合布设反射片的方法省去了人工测量对准过程，更加节约作业时间，可以实现少人工、高效率、低成本，并且实施方式简单，具有很高的使用价值，并且可以与人工测量进行对比。

Description

隧道收敛直径测量系统

技术领域

本实用新型涉及一种隧道管径收敛测量技术，特别是涉及一种基于GRP5000测量设备的隧道收敛直径快速测量系统。

背景技术

隧道收敛直径是指隧道横向最大距离，是用于评价隧道横向变形的重要指标，在隧道服役性能评价中具有重要意义。

以内径5.5m的盾构隧道为例，隧道收敛直径测量的原理如下：通过测量人员实践经验积累，认为收敛直径为隧道左右邻接块管片接缝下弦长0.813m处的两点间距离，如图1-2所示，两点坐标值分别为(x₁，y₁，z₁)和(x₂，y₂，z₂)，两点间距离r计算公式如下：

$r=\sqrt{{(x_1-x_2)}^2+{(y_1-y_2)}^2+{(z_1-z_2)}^2}$

通过每次测量计算r来判断隧道当前健康状况。

隧道收敛直径传统的测量可以分为以下步骤：确定测量位置、进行标记、采用全站仪人工测量标记点的坐标、根据标记点的坐标计算收敛直径。实际测量过程中，首先要确定测量某一环的具体位置，一般来说取隧道左右邻接块管片接缝下弦长0.813m处，然后进行标记，可采用油漆标记或贴设反射片；之后利用全站仪，人工方式对准每一个标记点进行测量，对测量的坐标进行计算得到收敛直径。

随着我国隧道建成里程数的增加，特别是城市地铁隧道越来越多，上述传统隧道收敛直径测量方法的缺点日渐明显，每次测量需要人工对准、耗费人力大、耗时多。

申请号为CN201210183717.5的中国专利申请介绍了一种定点扫描式快速隧道断面净空测量及收敛测量方法，采用根据隧道设计轴线和其他相关资料自动计算需观测断面测量点的坐标参数并结合全站仪的马达控制和免棱镜功能实现无需对观测隧道进行外业放样和做标记工作；采用后方交会法定位，必要时结合行走小车进行控制实现全站仪快速定位，减少搬站或不搬站。该方法采用的是全站仪而非激光扫描仪，采集点数量有限，且计算复杂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中目前隧道收敛变形测量速度慢，人工需求量大，重复劳动多，缺少自动化快速测量方法的缺陷，提供一种隧道收敛直径测量系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种隧道收敛直径测量系统，其特点在于，包括GRP5000隧道检测车及两片反射片，所述GRP5000隧道检测车设置于隧道轨道上，所述GRP5000隧道检测车上设有激光发射器；所述两片反射片分别布设于隧道的横向直径两端或布设于隧道的检测环的左右邻接块管片接缝的下弦长一固定长度处。

较佳地，所述隧道的直径为5.5m，所述固定长度为0.813m。

较佳地，所述GRP5000隧道检测车用于在隧道轨道上移动并扫描隧道检测环，获取点云数据。

较佳地，所述点云数据包括点坐标及反射率。

较佳地，所述反射片为正方形的反射片，所述反射片为全站仪测量常用反射片。

较佳地，所述反射片的面积为1cm²。所述反射片的尺寸一般为1cm×1cm，反射片大小与检测仪器的测量分辨率相同。

较佳地，所述反射片的反射率高于80％。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型利用新型激光扫描设备GRP5000隧道检测车，通过激光扫描设备配合布设反射片的方法省去了人工测量对准过程，更加节约作业时间，可以实现少人工、高效率、低成本，并且实施方式简单，具有很高的使用价值，并且可以与人工测量进行对比。

附图说明

图1为现有技术利用全站仪进行隧道收敛直径测量的系统示意图。

图2为现有技术利用全站仪进行隧道收敛直径测量的另一系统示意图。

图3为本实用新型的较佳实施例的隧道收敛直径测量系统的示意图。

图4为本实用新型的较佳实施例的隧道收敛直径测量系统的另一示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图3-4所示，本实用新型的隧道收敛直径测量系统包括GRP5000隧道检测车1以及两片反射片2，所述GRP5000隧道检测车1设置于隧道轨道上，所述GRP5000隧道检测车1上设有激光发射器；所述两片反射片2分别布设于隧道检测环的左右邻接块管片接缝的下弦长0.813m处。

所述GRP5000隧道检测车1用于在轨道上移动并扫描需要测量收敛直径的隧道检测环，获取点云数据，所述点云数据则包括点坐标及反射率。

所述反射片2为正方形的反射片，所述反射片的面积为1cm²，保证测量精度。

所述GRP5000隧道检测车1在隧道轨道上移动，扫描采集隧道内表面点，会经过布设的反射片的位置。

GRP5000隧道检测车1扫描点云数据包括每个点的坐标值和反射率，所述反射片2的反射率通常高于80％，而隧道中其它物体反射率通常低于60％，因此可以根据反射率的不同将反射片的位置从点云中自动提取出来。

本实用新型中用到传统测量作业的反射片，但反射片的作用与传统测量系统中的作用并不相同，传统测量系统中反射片用于反射全站仪激光，进而得到测量点的坐标值，而本实用新型中反射片除此作用外，更重要的作用是形成高反射率区域，和点云中其他点形成鲜明对比，进而能在点云数据中找到用于收敛直径测量的坐标点，并获取坐标值。

本实用新型的具体测量操作位按照GRP5000隧道检测车的操作过程，扫描需要测量收敛直径的隧道检测环，获取点云数据，在点云数据中找出高反射率点(反射率高于80％)，获取该点坐标，每个隧道检测环可以获取两个，即反射片位于的左右两测量点的坐标，按照公式计算收敛直径。

本实用新型克服了传统测量方式的人工测量的巨大工作量，不再需要人工对准，同时扩大了GRP5000隧道检测车的检测领域，适用于大量测量收敛直径的工作区域，具有实用价值。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种隧道收敛直径测量系统，其特征在于，包括GRP5000隧道检测车及两片反射片，所述GRP5000隧道检测车设置于隧道轨道上，所述GRP5000隧道检测车上设有激光发射器；所述两片反射片分别布设于隧道的横向直径两端或布设于隧道的检测环的左右邻接块管片接缝的下弦长一固定长度处。

2.如权利要求1所述的隧道收敛直径测量系统，其特征在于，所述隧道的直径为5.5m，所述固定长度为0.813m。

3.如权利要求1所述的隧道收敛直径测量系统，其特征在于，所述GRP5000隧道检测车用于在隧道轨道上移动并扫描隧道检测环，获取点云数据。

4.如权利要求3所述的隧道收敛直径测量系统，其特征在于，所述点云数据包括点坐标及反射率。

5.如权利要求1所述的隧道收敛直径测量系统，其特征在于，所述反射片为正方形的反射片。

6.如权利要求5所述的隧道收敛直径测量系统，其特征在于，所述反射片的面积为1cm²。

7.如权利要求1所述的隧道收敛直径测量系统，其特征在于，所述反射片的反射率高于80％。