[发明专利]一种隧道施工现场的远程勘测系统及勘测方法

说明书

一种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；隧道灌浆量勘测装置包括三维激光扫描仪和旋转座，旋转座上设有定位器和红外感应器；隧道内部应力勘测装置包括依次连接的应变传感器、信号采集器、信号分析模块和远程通讯发射模块；远程监控装置包括主控制器、远程通讯接收模块和显示器，远程通讯接收模块接收远程通讯发射模块发送的应力信息，显示器显示三维激光扫描仪采集的图像信息，主控制器接收并处理应变信息和扫描图像信息；本发明还提供一种隧道施工现场的远程勘测系统的勘测方法，不仅可以远程勘测出隧道内所需的实际灌浆量，同时能够远程监控隧道内部是应力变化过程，使隧道的勘测工作更为便捷。

技术领域

本发明涉及应用于施工现场的远程勘测系统，更具体地说，涉及一种隧道施工现场的远程勘测系统及勘测方法。

背景技术

目前，随着计算机技术的发展，已经有许多领域实现了远程控制及自动化，在勘测领域也出现了很多新型GPS接收机、智能全站仪卫、星定位仪、水准仪、陀螺仪、手持测距仪等多种先进测量设备，以确保控制测量、地形测量、城镇规划测量、建筑工程测量、变形形变与精密测量、水利工程测量、市政工程测量、线路与桥隧测量、地下管线探测、矿山测量、地籍测绘、房产测绘、行政区域界线测绘时的高精度、高效率。

随着交通事业的进步，地下隧道设施已成为城市交通体系的重要组成部分。随着城市交通规模的扩展，地下隧道设施所处环境也越来越复杂，有的隧道设施上方存在山体或大型建筑构件，甚至还有可能在隧道上方或下方存在其他隧道，山体或大型建筑构件下方的区域以及隧道之间的重叠区域都属于高危区域，容易发生沉降、塌陷、位移等灾害，因此对于隧道的建设工作来说，实时实地勘测存在极大的危险性，为了防灾避险，不仅需要提高勘测工作的安全性和自动化，而且有必要对高危区域内的隧道进行全天候不间断的监测，但现有技术中，对于隧道的建设过程，如隧道灌浆量的评估，常规的测量手段由于效率低、精度低，与实际需求往往存在较大偏差，不能模拟出真实的隧道内景，无法得出灌浆量的精确计算结果；对于隧道勘测的远程监测，一般采用高精度的测量机器人来对隧道结构形变进行监测，然而测量机器人价格高昂，实际工程中，一般仅在范围较小的重点区域布设测量机器人，导致监测区域有限，并且由于测量机器人结构精密、技术复杂，后期的维护保养成本也十分惊人。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道施工现场的远程勘测系统及勘测方法，通过本发明所提供的远程勘测系统，不仅可以远程勘测出隧道内所需的实际灌浆量，同时能够远程监控隧道内部是应力变化过程，使隧道的勘测工作更为便捷。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。