[发明专利]一种隧道施工现场的远程勘测系统及勘测方法

权利要求书

1.一种隧道施工现场的远程勘测系统的勘测方法，其特征在于，所述隧道施工现场的远程勘测系统包括隧道灌浆量勘测装置、隧道内部应力勘测装置和远程监控装置；

所述的隧道灌浆量勘测装置包括三维激光扫描仪和旋转座，所述三维激光扫描仪设置在所述旋转座上，所述旋转座上设有定位器和红外感应器；所述旋转座包括旋转球和固定底座，所述旋转球与所述三维激光扫描仪连接，所述定位器设置在所述旋转球内，所述红外感应器设置在所述固定底座上；

所述的隧道内部应力勘测装置包括预埋在隧道壁中的应变传感器、信号采集器、信号分析模块和远程通讯发射模块，所述的应变传感器与所述信号采集器连接，所述信号采集器与所述信号分析模块连接，所述信号分析模块与所述远程通讯发射模块连接；

所述的远程监控装置包括主控制器、远程通讯接收模块和显示器，所述远程通讯接收模块与所述主控制器连接，并接收所述远程通讯发射模块发送的应力信息，所述显示器显示所述三维激光扫描仪采集的图像信息，所述主控制器内设有信息处理软件，所述主控制器接收并处理所述远程通讯接收模块发送的应变信息和所述三维激光扫描仪发送的扫描图像信息；

所述勘测方法包括以下步骤：

S1：将所述隧道灌浆量勘测装置的所述固定底座固定在隧道内的地面上，首先使用所述定位器锁定需要勘测的位置区域；

S2：开启所述三维激光扫描仪，根据所述定位器发出的位置信息进行初步的图像采集，所述主控制器接收所述三维激光扫描仪采集的图像数据，并将图像数据显示在所述显示器上；

S3：控制人员在隧道外的所述远程监控装置一端，根据所述显示器上的图像数据判断是否为所需的图像采集，并向所述主控制器发出调控指令；

S4：所述红外感应器接收到调控指令后远程控制所述旋转座的方向，令所述三维激光扫描仪在360°范围内按照调控指令发出的方向进行多方位扫描；

S5：多次调控后所述主控制器得到隧道内的综合图像信息数据，通过所述信息处理软件计算得出隧道内的灌浆量；

S6：根据步骤S5中计算出的灌浆量进行隧道的修建工作，在修建过程中，在隧道内壁中预埋多个所述隧道内部应力勘测装置，所述的应变传感器勘测在其相应位置处使承受的外部荷载下的应力变化特性，用于后期检测隧道内部应力变化情况；

S7：在隧道内预埋所述隧道内部应力勘测装置后，所述的应变传感器将隧道内部的应变特性传输至所述信号采集器，所述信号采集器将采集的应变信息转换为数字信号，并通过所述信号分析模块得到应力计算结果；

S8：所述信号分析模块通过所述远程通讯发射模块将应力计算结果发送至所述远程通讯接收模块，所述远程通讯接收模块将应力计算结果传输至所述主控制器，所述主控制器分析应力计算结果后将最终的勘测结果显示在所述显示器上；

S9：控制人员根据显示器上的应力勘测结果对隧道的安全运行进行调控，远程实时勘测应力的变化以及隧道结构的动力损伤全过程。

2.如权利要求1所述的一种隧道施工现场的远程勘测系统的勘测方法，其特征在于，所述应变传感器、信号采集器、信号分析模块和远程通讯发射模块均设在封闭的陶瓷外壳内。

3.如权利要求1所述的一种隧道施工现场的远程勘测系统的勘测方法，其特征在于，所述应变传感器为压电陶瓷应变传感器，在隧道壁的测试点处均匀设置多个。

4.如权利要求1所述的一种隧道施工现场的远程勘测系统的勘测方法，其特征在于，所述远程通讯发射模块和所述远程通讯接收模块均为适用于GSM或WCDMA无线网络的手机通讯模块。

5.如权利要求1所述的一种隧道施工现场的远程勘测系统的勘测方法，其特征在于，所述信息处理软件过滤所述三维激光扫描仪采集的数据进行三维建模得到隧道内景信息，并计算得到隧道内的灌浆量。