[实用新型]一种盾构法隧道表观质量检测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于隧道检测技术领域，具体涉及一种基于激光扫描技术和BIM技术的盾构法隧道表观质量检测方法及系统，主要面向于盾构法隧道结构体的检测诊断。

背景技术

在盾构法隧道的施工过程中，由于管片拼装质量往往难以完全控制，错台错缝、管片破损以及椭圆度超出规定值等现象时有发生，以及隧道运营期的裂缝、渗漏和掉块等问题，这些隧道表观质量问题都严重威胁到隧道结构体的安全。传统的管片拼装质量的控制是由工程检测人员定期在隧道内部逐一进行检查，在检查过程中发现错台较大的管片时，使用尺量法判定错台是否超标；对于椭圆度的检测，采用皮卷尺配合吊铅垂的方法共同确定隧道的长轴及短轴，然后计算隧道的椭圆度。在运营期，隧道因其总里程较长，病害出现点分散，采用人工检测已经不能满足隧道日常养护维修的需求。

传统的检测方法受检测主体、检测频率、检测效率的影响性较大，并且不能实现管片表观质量自动检测。如何尽可能早地检验出盾构法隧道质量不达标的状况，及时采取补救措施避免造成更大事故成为了隧道盾构施工的一个难点。因此，需要寻求新的检测诊断技术实现管片表观质量的实时精准全面的检测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有隧道结构体状态检测诊断方法的不足，提供一种基于激光扫描技术和BIM技术的盾构法隧道表观质量检测系统，能够实现盾构法隧道结构体的快速精准检测和智能诊断。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种盾构法隧道表观质量检测系统，包括：表观部位扫描单元、分析诊断单元和数据存储单元；

表观部位扫描单元包括激光发射器、激光接收器、管片拼装点云模型处理器；管片拼装点云模型处理器包括激光触发端口和信号接收端口，激光触发端口连接激光发射器，信号接收端口连接激光接收器；

分析诊断单元包括分析诊断处理器、模型整合处理器；分析诊断处理器的数据输入端连接模型整合处理器的数据输出端；分析诊断处理器包括预置源数据模块，预置源数据模块包含管片拼装各特征数据；

数据存储单元包括管片BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器；BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器的数据输出端连接模型整合处理器；管片拼装点云模型存储器的数据输入端连接管片拼装点云模型处理器。

进一步地，分析诊断单元还包括显示器，分析诊断处理器、模型整合处理器均设有图像输出端口，以连接显示器。

进一步地，管片BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器均设有图像输出端口，分别连接显示器。

进一步地，分析诊断处理器还包括连接管片拼装点云模型存储器的数据端口。

进一步地，管片拼装点云模型处理器还包括点云数据预处理模块和点云数据计算器。

进一步地，模型整合处理器还包括连接分析诊断处理器的数据输入端口，以及连接管片拼装点云存储器的数据输出端口。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，本实用新型采用激光扫描技术，通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，可以快速大量地采集空间点位信息，为高效率、高精度建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。利用实时获取的三维影像模型与BIM模型实时比对，实现隧道结构体表观质量的及时、高效、精准检测诊断。

附图说明

图1是本实用新型所述的预处理流程图；

图2是本实用新型所述的变换坐标系的示意图；

图3是本实用新型所述的边线提取的向量求和算法中边缘点与内部点的示意图；

图4是本实用新型所述的四环管片以及各环管片边缘的编号示意图；

图5是本实用新型所述的组成环的6段管片的编号示意图；

图6是本实用新型所述的单环管片法向错台示意图；

图7是本实用新型所述的管片环间错台示意图；

图8是本实用新型所述的椭圆度计算中的长短轴示意图；

图9是本实用新型所述的点云模型中心线与隧道设计BIM模型中心线比对示意图；

图10是本实用新型盾构法隧道表观质量检测系统结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。