[发明专利]一种隧道施工引导方法、平台、系统及作业方法

权利要求书

1.一种基于物联网平台的隧道施工引导方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：获取隧道施工资料，根据隧道施工资料生成钻孔施工方案；

步骤B：发送所述钻孔施工方案至凿岩台车的上位机显示屏，并根据所述钻孔施工方案生成钻孔爆破任务下发至施工人员控制端；

步骤C：控制进行已施工进尺的三维轮廓扫描，获取三维点云数据；

步骤D：对所述三维点云数据进行拼接、去噪、断面提取处理，计算超欠挖位置、总量、最大值数据，突出显示每循环的超欠挖结果，生成超欠挖报告；

步骤E：根据超欠挖分析报告，实时优化布孔图设计，更新钻孔方案，实现每循环的钻孔方案动态设计；

步骤F：重复步骤A-E直至开挖作业完成；

所述方法还包括：根据所述超欠挖报告，对隧道断面进行处理，使隧道断面形状及尺寸参数符合设计要求，包括以下步骤：

步骤a：超欠挖分析报告的结果分为两种情况，超挖和欠挖；若结果为超挖，则跳转步骤b；若结果为欠挖，则跳转步骤c；

步骤b：根据三维轮廓扫描断面和理论断面对比，确定隧道断面湿喷部位及湿喷量；跳转步骤d；

步骤c：依据三维轮廓扫描断面和理论断面对比获得欠挖大小，根据欠挖大小，控制清除欠挖岩石，消除欠挖部分后进行三维扫描，根据三维轮廓扫描断面和理论断面对比，确定隧道断面湿喷部位及湿喷量；跳转步骤d；

步骤d：将湿喷部位和湿喷量下发至湿喷台车的上位机显示屏；同时，下发湿喷任务至施工人员控制端；

步骤e：湿喷完成后，再次启动三维轮廓扫描，确保隧道断面形状及尺寸参数符合设计要求；如不符合要求，跳转步骤a。

2.根据权利要求1所述的隧道施工引导方法，其特征在于，所述隧道施工资料包括该隧道的岩体类型；

根据隧道施工资料生成钻孔施工方案，包括：

根据该隧道的岩体类型选取隧道施工的类似岩体施工资料，调取相应布孔方案、钻孔方案、一次爆破量数据，自动调整匹配隧道开挖相关内容参数，基于所述隧道设计资料进行布孔图设计，得到布孔设计图；所述类似岩体施工资料包含：岩体类别、岩体强度、岩体完成性、一次掘进深度、开挖隧道尺寸形状；

根据所述布孔设计图，结合隧道一次掘进循环深度、开挖隧道尺寸形状，确定隧道的钻孔施工方案，所述钻孔施工方案包括：钻孔定位、钻孔深度、钻孔孔径、炸药用量、爆破顺序信息参数。

3.根据权利要求2所述的隧道施工引导方法，其特征在于，根据超欠挖分析报告，实时优化布孔图设计，实现每循环的钻孔方案动态设计的方法包括以下步骤：

利用3D扫描建立3D数字模型，分析超欠挖工程量；

明确相应位置布孔方案、钻孔深度及装药量；

调整局部布孔方案及钻孔方案。

4.根据权利要求1所述的隧道施工引导方法，其特征在于，所述方法还包括：根据施工过程数据，可动态分析开挖质量和湿喷质量，为方案优化积累数据；

所述施工过程数据包括凿岩台车施工数据、湿喷台车施工数据、布孔数据和3D轮廓扫描数据。

5.一种用于执行如权利要求1-4任一项所述方法的隧道施工引导平台，其特征在于，包括：

方案生成模块：用于获取隧道施工资料，根据隧道施工资料生成钻孔施工方案；

转发模块：用于发送所述钻孔施工方案至凿岩台车的上位机显示屏，并根据所述钻孔施工方案生成钻孔爆破任务下发至施工人员控制端；

三维轮廓扫描模块：控制进行已施工进尺的三维轮廓扫描，获取三维点云数据；

报告生成模块：用于对所述三维点云数据进行拼接、去噪、断面提取处理，计算超欠挖位置、总量、最大值数据，突出显示每循环的超欠挖结果，生成超欠挖报告；

方案更新模块：根据超欠挖分析报告，实时优化布孔图设计，更新钻孔方案，实现每循环的钻孔方案动态设计。