[实用新型]双护盾TBM隧道掌子面岩体三维影像成像装置

说明书

本实用新型公开的是地质编录技术领域的一种双护盾TBM隧道掌子面岩体三维影像成像装置，包括安装在刀盘上的标靶系统、照相系统和控制系统，所述标靶系统包括可向刀盘前方喷射标靶的喷射器，所述照相系统包括多个相机，多个相机随刀盘转动拍摄的画面拼接后完全覆盖隧道掌子面，所述控制系统用于控制喷射器喷射标靶以及相机的拍摄动作。该装置通过在非掘进时段转动刀盘拍照来获取覆盖整个掌子面岩体的一系列照片，利用影像拼合处理软件并结合标靶位置信息合成工程坐标系下的掌子面全景三维影像模型，成像过程安全且方便快捷，能为后期岩体岩性特征、节理构造、地下水发育特征的识别以及相应产状、长度、面积等信息的量测提供基础成果和分析依据。

技术领域

本实用新型涉及地质编录技术领域，尤其涉及一种双护盾TBM隧道掌子面岩体三维影像成像装置及成像方法。

背景技术

目前，双护盾TBM隧道施工技术在实际工程中的应用越来越广泛。但是，在双护盾TBM施工过程中受刀盘和盾体的阻挡，掌子面岩体难以进行全面观察，也为施工期地质编录工作带来极大困扰。如果能够获取掌子面的全景影像资料，就可以帮助地质工程师对掌子面的地质情况进行全面直观的了解，并经过后期地质分析解译工作进一步形成地质编录成果。

现今，针对双护盾TBM施工掌子面摄影的方式有两个途径。

第一种方法是通过刀盘上各个部位的孔隙进行拍照，这种方法的缺陷在于透过刀盘上的孔隙可以看到的岩体非常有限，可观察岩体面积仅约占开挖掌子面总面积的百分之一，而且孔隙位置比较分散。因此，基于零星而又分散的岩体信息无法准确了解掌子面的地质条件，如长大裂隙可能仅仅能够看到其局部或对短小裂隙造成遗漏。

第二种方法是工作人员从刀盘上的人口进入刀盘和掌子面之间进行拍照，这种方法的缺陷在于刀盘和掌子面之间间隙十分狭窄，对掌子面岩体拍照时拍摄角度受限难以获取正面的全景影像，也极不便于人员工作和逃生。而且，由于掌子面前方岩体处于未支护的状态，存在重大安全隐患。同时，受刀盘散热和施工灰尘影响，工作环境也十分恶劣。

实用新型内容

为克服现有双护盾TBM施工掌子面摄影方式存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种操作安全且能清晰完整的呈现掌子面全景三维影像模型的双护盾TBM隧道掌子面岩体三维影像成像装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

双护盾TBM隧道掌子面岩体三维影像成像装置，包括安装在刀盘上的标靶系统、照相系统和控制系统，所述标靶系统包括可向刀盘前方喷射标靶的喷射器，所述照相系统包括多个镜头朝向刀盘前方的相机，多个相机随刀盘转动拍摄的画面拼接后完全覆盖隧道掌子面，所述控制系统用于控制喷射器喷射标靶以及相机的拍摄动作。

进一步的是，所述标靶系统的喷射器为颜料喷射器或激光发射器，所述颜料喷射器可喷射不同颜色的防水颜料，激光发射器可发射不同颜色的光线。

进一步的是，所述喷射器和相机均设置在刀盘的同一径向上，多个相机在刀盘的半径或直径长度上均匀间隔设置。

进一步的是，所述刀盘上设有与刀盘轴线平行的设备安放舱，所述喷射器和相机均设置在设备安放舱内，所述控制系统位于刀盘的后方，控制系统与喷射器和相机电信连接。

进一步的是，所述喷射器和相机均通过定型泡沫垫层固定在设备安放舱内，在设备安放舱的正面开口处设有舱门，所述舱门的开闭也由控制系统控制。

进一步的是，所述用于放置相机的设备安放舱内还设有相机舱和滑轨，所述定型泡沫垫层填充在相机与相机舱之间，所述相机舱可沿滑轨滑动，在相机舱的后端设有推杆，所述推杆可通过螺栓固定在设备安放舱内，在所述设备安放舱的尾部出口处设有防尘栓塞。