[发明专利]一种具有参数识别功能的隧道三维自动化激光测距装置

说明书

本发明实施例公开了一种具有参数识别功能的隧道三维自动化激光测距装置，其包括：数据采集单元，能够同时获取隧道拱顶沉降、洞周收敛和监测位置距掌子面距离的三个方向位移变化监测数据，同时本发明结构具有自我保护结构，能够有效防止隧道工程中的渗水、爆破碎石飞溅等对测量结构的破坏；数据处理单元，能够基于测量单元所采集的位移变化数据进行相应的围岩参数识别；数据传输单元，能够对原始围岩参数勘察值与围岩参数识别结果进行比较并向工程管理人员输出结果。本发明能够同时实现三个方向上的位移变化监测，更有效地弥补隧道空间效应带来的断面二维监测的误差；还能够进行围岩参数自动识别，为工程管理人员认知当前围岩的真实状态提供数据基础。因此本发明弥补了人工测量周期长、精度低的缺点，实现了隧道空间效应的实时自动化监测及岩体参数的准确识别。

技术领域

本发明涉及隧道数据监测及参数识别技术，尤其涉及一种具有参数识别功 能的隧道三维自动化激光测距装置。

背景技术

隧道建设过程中首先需要保证工程的稳定性。当前工程稳定性的判别方式 主要是通过人工测量的方式监测隧道围岩位移，这种方法频率低、误差大且有 较大风险。自动化监测具有较高的测量精度和频率，但是当前隧道工程中应用 的自动化监测结构多以隧道拱顶沉降或洞周收敛为监测目标，属于隧道断面二 维监测，监测数据受空间效应影响很大，无法反应工程整体的稳定状态，监测 结果具有一定的局限性。

当前能用于隧道工程中的已有激光测距装置结构简单、功能单一，主要存 在以下几方面的问题：(1)测量目标仅为二维平面上的拱顶沉降和洞周收敛，无 法测量当前监测位置与掌子面的距离，即无法反应空间效应对隧道位移的影响； 有的激光扫描装置能够扫描断面的三维图像，但是这种装置成本高，不容易长 期监测使用。大多数激光监测仪需要人工在现场操作，无法实现在线自动化的 监测。(2)既有结构未考虑隧道建设过程中环境的复杂性(主要表现为爆破开挖 产生的碎石飞溅以及围岩渗水)，未设计相应的仪器保护装置及与其配套的固定 支撑装置，现有的隧道激光测距装置在应用过程中容易受到破坏。(3)既有激光 测距结构仅为二维的人工协助的测量装置，监测频率低，尤其没有同时监测距 离掌子面距离，无法正确预测围岩的参数。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，特提出了一种具有参数识别功能的隧道三维 自动化激光测距装置，其特征在于，包括：

数据采集单元，所述数据采集单元能够同时获取拱顶沉降、洞周收敛和监 测位置距掌子面距离三个方向上的位移变化监测数据；

数据处理单元，能够对数据采集单元所获得的采样数据即位移变化监测数 据进行相应的围岩参数识别并获得围岩参数识别结果；

数据传输单元，能够对位移监测结果、原始围岩参数勘察值与围岩参数识 别结果进行比较并向工程管理人员输出结果。

可选的，在其中一个实施例中，所述数据采集单元包括：

测量结构，所述测量结构分别用于监测获取拱顶沉降、洞周收敛和监测位 置距掌子面距离三个方向上的位移变化监测数据；

保护结构，所述保护结构内容纳各所述测量结构；

以及支撑结构，所述支撑结构能够将所述保护结构固定于隧道侧壁。