CN206177260U - 用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置，平铺导轨上滚动配合有车轮，所述车轮上支撑安装有车架，所述车架上通过旋转铰接头铰接有多个可伸缩式钢脚架，所述可伸缩式钢脚架的顶部通过连接杆安装有扫描仪固定装置，所述扫描仪固定装置的中间部位安装有矩形托盘，所述矩形托盘上安装有激光扫描仪器；所述车架上设置有多个数据输出孔，所述数据输出孔内部安装有信号传输线，所述信号传输线与激光扫描仪器相连，所述信号传输线的另一端与数据存储装置相连。采用此装置能够对隧道已经施工的部分进行拱顶沉降变化的测量，快速准确的获得其三维点云图。

Description

用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置

技术领域

本实用新型属于隧道施工装置领域，尤其涉及一种用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置。

背景技术

我国属于多山国家，特别是我国中西部地区，隧道在我国山区铁路、公路的修建中都占有很大的比例。目前，我国的隧道工程中越来越多的采用新奥法进行施工。采用新奥法施工，施工原则为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。Ⅱ类围岩采用分部开挖法施工；Ⅲ类围岩采用微台阶法开挖，预裂爆破；Ⅳ类围岩采用全断面法施工（Ⅳ类围岩偏下时，采用台阶法施工），光面爆破技术；断层破碎带采用中隔墙法施工。新奥法构建隧道的主要特点是通过许多量测手段对开挖后隧道围岩动态进行监测，并以此来指导隧道支护结构的设计与施工。作为新奥法隧道施工的重要组成部分，隧道施工对其平整度监控量测的准确、及时与否，直接关系到工程质量安全的问题。如何进行快速、准确的隧道施工，发明监测隧道施工平整度的新技术、新设备是促进隧道施工建设的重要课题。

当前我国现行的监测仪器包括：收敛计、钢挂尺、水准仪、全站仪等，但由于收敛计、钢挂尺、水准仪都由于测量精度不高，受隧道施工影响较大，易对隧道施工造成阻碍，且数据的储存、传输、处理、分析等工作量大，工程应用不方便。传统测量概念里，所测的的数据最终输出的都是二维结果(如CAD出图)，在测量仪器里全站仪，GPS比重居多，但测量的数据都是二维形式的，在逐步数字化的今天，三维已经逐渐的代替二维，因为其直观是二维无法表示的，三维激光扫描仪每次测量的数据不仅仅包含X，Y，Z点的信息，还包括R,G,B颜色信息，同时还有物体反色率的信息，这样全面的信息能给人一种物体在电脑里真实再现的感觉，是一般测量手段无法做到的，所以要保证隧道施工的高精度的监测办法，就应该考虑采用新设备，新仪器来进行监测。

实用新型内容

本申请提出一种用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置，采用此装置能够对隧道已经施工的部分进行拱顶沉降变化的测量，快速准确的获得其三维点云图，DEM图和DSM图，并利用计算机进行自动处理获得对隧道已经施工部分的监测，看其施工平整度是否达标。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置，它包括平铺导轨，所述平铺导轨上滚动配合有车轮，所述车轮上支撑安装有车架，所述车架上通过旋转铰接头铰接有多个可伸缩式钢脚架，所述可伸缩式钢脚架的顶部通过连接杆安装有扫描仪固定装置，所述扫描仪固定装置的中间部位安装有矩形托盘，所述矩形托盘上安装有激光扫描仪器；所述车架上设置有多个数据输出孔，所述数据输出孔内部安装有信号传输线，所述信号传输线与激光扫描仪器相连，所述信号传输线的另一端与数据存储装置相连。

所述车架的上部安装有把手。

所述连接杆上安装有激光扫描调节装置。

所述激光扫描仪器采用相位干涉法激光扫描系统。

本实用新型有如下有益效果：

1、采用此装置能够保证隧道监测的真实性，可以杜绝隧道监测的人为影响，根据对隧道已经施工部分进行监测，其真实监测结果可以检测隧道施工平整度，减少不必要的损失，更是保证了隧道施工的安全性，降低了隧道施工中的风险，提高了隧道施工的质量；同时高精度、高效率的激光扫描更是节约了大量的时间，滑动式的新型激光扫描仪器操作方便、简单、快捷，更是节约了大量的人为操作时间，其收集的数据可以快速的转交给业主单位，更好的满足了其施工质量和信息化施工的要求；节省了人力、物力，节约了成本，提高了工作效率。

2、本装置采用相位干涉法激光扫描系统，利用激光光线的连续波发射，根据光学干涉原理确定干涉相位的测量方法，适用于近距离测量，测量范围一般小于50m，每一秒可测量10000到500000个点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图中：激光扫描仪器1、矩形托盘2、扫描仪固定装置3、连接杆4、激光扫描调节装置5、数据输出孔6、把手7、可伸缩式钢脚架8、旋转铰接头9、车轮10、平铺导轨11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1，用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置，它包括平铺导轨11，所述平铺导轨11上滚动配合有车轮10，所述车轮10上支撑安装有车架，所述车架上通过旋转铰接头9铰接有多个可伸缩式钢脚架8，所述可伸缩式钢脚架8的顶部通过连接杆4安装有扫描仪固定装置3，所述扫描仪固定装置3的中间部位安装有矩形托盘2，所述矩形托盘2上安装有激光扫描仪器1；所述车架上设置有多个数据输出孔6，所述数据输出孔6内部安装有信号传输线，所述信号传输线与激光扫描仪器1相连，所述信号传输线的另一端与数据存储装置相连。

进一步的，所述车架的上部安装有把手7。通过把手7能够方便整个装置的移动，提高了灵和性。

进一步的，所述连接杆4上安装有激光扫描调节装置5。通过激光扫描调节装置5能够方便对激光扫描仪器1进行调节。

进一步的，所述激光扫描仪器1采用相位干涉法激光扫描系统。利用激光光线的连续波发射，根据光学干涉原理确定干涉相位的测量方法，适用于近距离测量，测量范围一般小于50m，每一秒可测量10000到500000个点。

进一步的，激光扫描技术是一种先进的全自动、高精度的立体扫描技术，又称为“实景复制技术”，是一种基于面的采集方式，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。其主要特点能够快速、准确和非接触的获取物体表面的三维数据信息，具有实时性、主动性和较好的适应性，可以对柔性、形状复杂、曲面不规则的物体进行高精度、快速的扫描，且还原性较好，所得点云数据经过直接传输到计算机自动处理得到隧道施工的监测数据，不需要复杂的后期数据过程。

本实用新型的工作过程和工作原理为：

步骤一：在所要测量的隧道内按照要求布设标靶点；

步骤二：根据隧道监测的长度确定采用一站扫描还是多站扫描；

步骤三：在隧道内部平铺可供仪器滑动的平铺导轨11；

步骤四：在适当的位置架设仪器，开启仪器后可沿着指定平铺导轨11滑动对隧道进行全断面扫描；

步骤五：根据监测需要放下可伸缩式钢脚架8可对隧道横断面进行定点扫描；

步骤六：等待扫描完成后将数据导入计算机中；

步骤七：应用三维数据处理软件，将扫描所得的点云数据经过配准步骤生成三维模型；

步骤八：结合同一隧道不同时间经由步骤一至步骤七生成的三维模型从而生成对比模型，选定特定的断面以及特征点便可以生成相应位置的变化量分析图以及变化量分析表，从而完成规范规定的隧道施工平整度监控必测项目,满足对施工控制的要求。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (4)

1.用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置，其特征在于：它包括平铺导轨（11），所述平铺导轨（11）上滚动配合有车轮（10），所述车轮（10）上支撑安装有车架，所述车架上通过旋转铰接头（9）铰接有多个可伸缩式钢脚架（8），所述可伸缩式钢脚架（8）的顶部通过连接杆（4）安装有扫描仪固定装置（3），所述扫描仪固定装置（3）的中间部位安装有矩形托盘（2），所述矩形托盘（2）上安装有激光扫描仪器（1）；所述车架上设置有多个数据输出孔（6），所述数据输出孔（6）内部安装有信号传输线，所述信号传输线与激光扫描仪器（1）相连，所述信号传输线的另一端与数据存储装置相连。

2.根据权利要求1所述的用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置，其特征在于：所述车架的上部安装有把手（7）。

3.根据权利要求1所述的用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置，其特征在于：所述连接杆（4）上安装有激光扫描调节装置（5）。

4.根据权利要求1所述的用于检测隧道施工平整度的激光扫描仪装置，其特征在于：所述激光扫描仪器（1）采用相位干涉法激光扫描系统。