一种盾构法隧道智能CT检测诊断系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种盾构法隧道智能CT检测诊断系统，由数据采集单元、分析诊断单元和数据存储单元组成，其中数据采集单元有表观部位扫描和隐蔽部位扫描两个功能模块，分别采集数据生成管片拼装点云模型和管片压浆分布模型，数据采集单元将检测数据分别传输到分析诊断单元和数据存储单元，在分析数据采集单元，由数据分析功能模块对检测数据进行分析计算，供智能诊断模块对数值进行判断，生成诊断报告。在数据存储单元，模型数据管理功能模块将三个模型进行整合为隧道全断面三维模型，分析诊断数据可通过该功能模块对隧道全断面三维模型进行维护管理。本系统相比于现有技术，智能、便捷、高效。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构法隧道智能CT检测诊断系统
本技术属于隧道检测
，具体涉及一种基于激光扫描技术、电磁波扫描技术和BIM技术的盾构法隧道智能CT检测诊断系统，主要面向于盾构法隧道的检测诊断。
技术介绍
近年来，随着社会、经济的发展和城市化进程的加快，城市人口的迅速增长，平面交通已难以满足城市公共交通的发展需求，大规模地开发地下通道、建造地铁成了缓解城市交通压力的重要手段。盾构施工方式因其自动化程度高、施工精度高、掘进速度快、经济条件佳等优势成为隧道工程施工的首选方式。然而，盾构施工方式在给隧道建设带来便利的同时，也面临一些不容忽视的问题，如隧道施工过程中管片错台、椭圆度、管片压浆质量等未达到要求，以及隧道运营期产生的管片裂缝、渗漏、掉块等病害。这些质量问题严重威胁到隧道结构体的安全。在传统的隧道检测过程中，管片拼装质量的控制由工程检测人员定期在隧道内部逐一进行检查，在检查过程中发现错台较大的管片时，使用尺量法判定错台是否超标；对于椭圆度的检测，采用皮卷尺配合吊铅垂的方法共同确定隧道的长轴及短轴，然后计算隧道的椭圆度。而对于管片压浆密实度的检测，由于其隐蔽在管片壁后，只能采取取样检测的手段来检查管片壁后注浆状况。隧道因其总里程较长，病害出现点分散，采用人工检测已经不能满足隧道日常养护维修的需求。传统的检测方法受检测主体、检测频率、检测效率的影响性较大，并且没有同时检测包括管片质量等表观质量和壁后注浆质量等隐蔽质量的全断面检测方法，而对于渗漏、裂缝、掉块等隧道表观质量问题，其产生的原因往往是与隧道隐蔽质量问题相关联的，传统的检测方法并不能为“标本兼治”的隧道质量问题处理提供支持。如何尽可能早地检验出盾构法隧道质量不达标的状况，及时采取全面的补救措施避免造成更大事故成为了隧道盾构施工的一个难点。因此，需要寻求新的检测技术实现管片拼装质量的实时精准全面的检测。
技术实现思路
本技术的目的在于根据现有盾构法隧道结构体状态检测诊断方法的不足，提供一种盾构法隧道检测诊断系统，该系统能够实现盾构法隧道结构体的实时精准检测和智能诊断。为了实现上述目的，本技术提供了一种盾构法隧道智能CT检测诊断系统，包括数据采集单元、分析诊断单元和数据存储单元；数据采集单元包括表观部位扫描模块和隐蔽部位扫描模块；表观部位扫描模块包括激光发射器、激光接收器、管片拼装点云模型处理器；管片拼装点云模型处理器包括激光触发端口和信号接收端口，激光触发端口连接激光发射器，信号接收端口连接激光接收器；隐蔽部位扫描模块包括管片压浆分布模型处理器、电磁波发射器和电磁波接收器；电磁波发射器具有电磁波发射天线，电磁波接收器具有电磁波接收天线；电磁波发射天线和电磁波接收天线紧贴管片壁布置；管片压浆分布模型处理器包括电磁波触发端口、信号接收端口；电磁波触发端口连接电磁波发射器，信号接收端口连接电磁波接收器；分析诊断单元包括分析诊断处理器、模型整合处理器；分析诊断处理器的数据输入端连接模型整合处理器的数据输出端；分析诊断处理器包括预置源数据模块；数据存储单元包括管片BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器；BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器的数据输出端连接模型整合处理器；管片拼装点云模型存储器的数据输入端连接管片拼装点云模型处理器，管片压浆分布模型存储器的数据输入端连接管片压浆分布模型处理器。进一步地，分析诊断单元还包括显示器，分析诊断处理器、模型整合处理器均设有图像输出端口，以连接显示器。进一步地，管片BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器均设有图像输出端口，分别连接显示器。进一步地，分析诊断处理器还包括连接管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器的数据端口。进一步地，管片拼装点云模型处理器还包括点云数据预处理模块和点云数据计算器。进一步地，模型整合处理器还包括连接分析诊断处理器的数据输入端口，以及连接管片拼装点云存储器和管片压浆分布模型存储器的数据输出端口。进一步地，在电磁波接收器和管片压浆分布模型处理器之间设置转换装置，电磁波接收器和管片压浆分布模型处理器之间有直接互连的数据端口，以及通过转换装置连接的数据端口。与现有技术相比，本技术具有如下优点：(1)实时快速：激光扫描可以实现在每秒上百万个点的扫描，快速获取盾构管片的三维数据并实时得到检测结果，相较于人工现场检测用时更少，效率更高；(2)精度高：相比传统的人工现场检测法，本技术采用测量更精准的激光扫描技术和电磁波扫描技术，实现盾构法施工质量检测精度的提升；(3)全面检测：人工检测法对管片的检查频率要求不高，最大不超过6个点，本系统可通过激光扫描技术实现管片的全方位扫描和各个点的对照比较，实现管片拼装表观质量的全面检测；通过电磁波扫描技术，利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构位置和分布，能准备获取管片壁后等隐蔽部位的质量状况，作为表观质量检测的有效补充。(4)智能判断：点云数据的处理过程以及电磁波信号扫描图的判读在各处理器中自动完成，实现检测的可视化和质量的智能化判断；附图说明图1是本技术一种盾构法隧道智能CT检测系统的结构图；图2是本技术一种盾构法隧道智能CT检测系统的功能模块架构图图3是本技术一种盾构法隧道智能CT检测诊断方法的流程图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参照图1，本技术提供了一种盾构法隧道智能CT检测诊断系统，包括数据采集单元、分析诊断单元和数据存储单元；数据采集单元包括表观部位扫描模块和隐蔽部位扫描模块。表观部位扫描模块包括激光发射器、激光接收器、管片拼装点云模型处理器；管片拼装点云模型处理器包括激光触发端口和信号接收端口，激光触发端口连接激光发射器，信号接收端口连接激光接收器。隐蔽部位扫描模块包括管片压浆分布模型处理器、电磁波发射器和电磁波接收器；电磁波发射器具有电磁波发射天线，电磁波接收器具有电磁波接收天线；电磁波发射天线和电磁波接收天线紧贴管片壁布置；管片压浆分布模型处理器包括电磁波触发端口、信号接收端口；电磁波触发端口连接电磁波发射器，信号接收端口连接电磁波接收器。分析诊断单元包括分析诊断处理器、模型整合处理器；分析诊断处理器的数据输入端连接模型整合处理器的数据输出端；分析诊断处理器包括预置源数据模块，预置源数据模块包含管片拼装、管片压浆各特征数据。数据存储单元包括管片BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器；BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器的数据输出端连接模型整合处理器；管片拼装点云模型存储器的数据输入端连接管片拼装点云模型处理器，管片压浆分布模型存储器的数据输入端连接管片压浆分布模型处理器。下面参照图2对盾构法隧道智能CT检测诊断系统的功能模块架构进行详细说明。盾构法隧道智能CT检测诊断系统由数据采集单元、分析诊断单元和数据存储单元组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构法隧道智能CT检测诊断系统，其特征在于，包括：数据采集单元、分析诊断单元和数据存储单元；数据采集单元包括表观部位扫描模块和隐蔽部位扫描模块；表观部位扫描模块包括激光发射器、激光接收器、管片拼装点云模型处理器；管片拼装点云模型处理器包括激光触发端口和信号接收端口，激光触发端口连接激光发射器，信号接收端口连接激光接收器；隐蔽部位扫描模块包括管片压浆分布模型处理器、电磁波发射器和电磁波接收器；电磁波发射器具有电磁波发射天线，电磁波接收器具有电磁波接收天线；电磁波发射天线和电磁波接收天线紧贴管片壁布置；管片压浆分布模型处理器包括电磁波触发端口、信号接收端口；电磁波触发端口连接电磁波发射器，信号接收端口连接电磁波接收器；分析诊断单元包括分析诊断处理器、模型整合处理器；分析诊断处理器的数据输入端连接模型整合处理器的数据输出端；分析诊断处理器包括预置源数据模块；数据存储单元包括管片BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器；BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器的数据输出端连接模型整合处理器；管片拼装点云模型存储器的数据输入端连接管片拼装点云模型处理器，管片压浆分布模型存储器的数据输入端连接管片压浆分布模型处理器。...

【技术特征摘要】
1.一种盾构法隧道智能CT检测诊断系统，其特征在于，包括：数据采集单元、分析诊断单元和数据存储单元；数据采集单元包括表观部位扫描模块和隐蔽部位扫描模块；表观部位扫描模块包括激光发射器、激光接收器、管片拼装点云模型处理器；管片拼装点云模型处理器包括激光触发端口和信号接收端口，激光触发端口连接激光发射器，信号接收端口连接激光接收器；隐蔽部位扫描模块包括管片压浆分布模型处理器、电磁波发射器和电磁波接收器；电磁波发射器具有电磁波发射天线，电磁波接收器具有电磁波接收天线；电磁波发射天线和电磁波接收天线紧贴管片壁布置；管片压浆分布模型处理器包括电磁波触发端口、信号接收端口；电磁波触发端口连接电磁波发射器，信号接收端口连接电磁波接收器；分析诊断单元包括分析诊断处理器、模型整合处理器；分析诊断处理器的数据输入端连接模型整合处理器的数据输出端；分析诊断处理器包括预置源数据模块；数据存储单元包括管片BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器；BIM模型存储器、管片拼装点云模型存储器、管片压浆分布模型存储器的数据输出端连接模型整合处理器；管片拼装点云模型存储器的数据输入端连接管片拼装点云模型处理器，管片压浆分布模型存储器的数据输入端连接管片压浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁烈云，周诚，覃亚伟，徐捷，闫鹏慧，覃文波，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42