[发明专利]地下非开挖管线施工实时自动导向方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下非开挖管线测量相关技术，尤其是涉及一种地下非开挖管线施工实时自动导向方法及装置。

背景技术

在市政建设中，为了避免施工中大量的拆迁工作和保证正常的交通运行，往往不允许或不可以进行大开挖施工，对于此类问题的解决，最直接有效的方法就是采用地下非开挖管线施工，即顶管施工。由于它不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道，节省大量投资和时间。这项技术的快速发展也使市政工程需敷设的大量上、下水道、煤气、电力、通信工程时，对城区的交通、噪音、粉尘的危害和影响大大降低，是真正的无污染、高效率的施工技术。随着工程建设的不断扩大，对于顶管施工的需求越来越大，而传统的顶管施工的测量方法还停留在传统的穿线、水准测量方法进行中线及高程的控制，精度低且费时费力。尤其是遇到超长曲线和复杂线型的顶管时，机头位置难以控制，测量方法更是捉襟见肘，因此再采用传统的测量方法已经无法满足工程的实际需要。

高精度和实时性是保证结构复杂的大型地下工程安全施工和运营的重要保障。因此，迫切需要研究复杂条件下信息化测量技术，为各种大型特种工程建设提供测绘技术保障。采用现代测量与定位信息化技术，可充分利用传感器的自动化、实时性和高精度的特点，来克服和解决大型复杂地下工程中的测量速度和精度技术难题，实现数据的自动采集、传输、处理和表达。现代测量与定位信息化技术简单来说就是利用计算机、测量机器人等，将它们集成开发，使其可自动完成测量周期、实时评价测量成果、实时显示施工过程和趋势，与测量数据库管理系统相结合，实现工程信息的现代化管理和实现对工程施工进度、质量、安全的有效控制。

综上所述，地下非开挖管线工程施工复杂、测量难度大、施工和测量技术要求极高，对国民经济和大众的日常生活影响甚大，具有重要的社会、经济意义。在我国，地下工程建设方兴未艾，由于地下施工的特殊性，其施工条件等往往较地面困难，并对贯通和引导具有很高的要求，其引导系统的自动化水平直接制约了施工的精度和进度。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种运行快速稳定、测量精度高、自动化程度高、测量过程和数据可视化程度高、可靠性高的地下非开挖管线施工实时自动导向方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种地下非开挖管线施工实时自动导向方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)电子计算机判断是否需要新建的数据库文件，若为是，建立一个新的数据库文件，并执行步骤3)，若为否，执行步骤2)；

2)电子计算机开启一个已有的数据库文件，并读取其中的数据，并执行步骤7)；

3)电子计算机将配置数据导入已有的数据库文件中；

4)电子计算机根据用户的指令自动选择的全站仪个数；

5)自动设置全站仪的连接参数与端口号，依次连接全站仪，若连接成功则执行步骤6)；

6)从第一台全站仪开始对每台全站仪进行设站与学习，若成功则进行下一台的设站与学习，失败则检查测量环境并继续设站与学习直至完成；

7)自动进行导线接力测量，并实时显示测量进程；

8)判断自动测量是否出现视线遮挡，若为是，执行步骤9)，若为否，则执行步骤10)；

9)提示并排除视线遮挡，判断是否继续测量，若为是，返回步骤7)，若为否，则结束自动测量；

10)自动测量固定在顶管机头位置的目标棱镜的空间点位坐标，计算顶管机头的点位坐标，得到顶管机头的实时位置，结合设计轴线计算出顶管机头的水平偏差和竖直偏差，最后将姿态的偏差数据和全站仪的角度坐标信息显示在电子计算机的界面上；

11)储存测量的所有数据，判断是否进行下一次测量，若为是，返回步骤7)，若为否，结束测量。

所述的数据库文件包括各种数据表及字段。

所述的配置数据包括机头棱镜改正参数。

所述的自动测量能提示哪条视线被遮挡并排除。

一种地下非开挖管线施工实时自动导向方法的装置，其特征在于，包括电子计算机、自动全站仪、目标棱镜和自动整平基座，所述的电机计算机与自动全站仪连接，所述的自动全站仪固定在自动整平基座上，所述的目标棱镜固定在管线顶管机头位置，所述的目标棱镜与自动全站仪连接。

还包括依次连接的RS232串口通讯线、RS232转RS485转接盒和数据屏蔽线，所述的RS232串口通讯线与自动全站仪连接，所述的数据屏蔽线与电子计算机连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：