一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，包括隧道开挖掌子面，所述隧道开挖掌子面后方设置施工台架，所述施工台架上沿远离隧道开挖掌子面的方向依次设置初期支护段和二次衬砌段，所述施工台架顶部设置掌子面成像及扫描设备，所述初期支护段上设置初期支护段红外线实时监测系统，还包括远程系统终端。本发明专利技术解决了现有技术存在的无法远程解决隧道施工现场所遇到的问题，并对下一步的施工提出指导性意见和建议的问题，提供一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，其应用于隧道的施工掌子面，对其掌子面情况进行实时判定，有效提高施工效率。

A Remote Operating System for Intelligent Judgment of Surrounding Rock Level of Tunnel Face

The invention discloses a remote operation system for intelligent determination of surrounding rock level of tunnel face, which includes tunnel excavation face, construction bench behind tunnel excavation face, initial support section and secondary lining section on the construction bench in turn along the direction far from tunnel excavation face, and image and scanning equipment on the top of the construction bench. The initial support section is equipped with an infrared real-time monitoring system for the initial support section, and also includes a remote system terminal. The invention solves the problem that the existing technology can not solve the problems encountered in the tunnel construction site remotely, and puts forward guiding opinions and suggestions for the next construction. It provides a remote operation system for the intelligent determination of surrounding rock level of tunnel face, which is applied to the tunnel construction face, judges its face condition in real time, and effectively improves the construction efficiency. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统
本专利技术涉及公路隧道
，具体涉及一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统。
技术介绍
目前隧道施工掌子面围岩级别的判定均依赖于地质工程师现场对掌子面情况进行描述，同时结合超前地质预报结论及监控量测情况作出判断，在隧道很多项目上往往不能实现及时判断。同时，由于该工作主要依赖于地质工程师的现场判断，对其专业性的要求极高，拥有不同经验的工程师得出的结论可能有较大差异。因此，如果能够通过现代信息技术，让简单的问题交给智能系统完成，复杂的问题可以进行在线远程分析，既可以做到实时解决问题，又能保证问题判断的准确性，可以大大减少人力物力的投入，更客观的反映施工现场情况，对提升隧道设计施工技术水平有重大帮助。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术存在的无法远程解决隧道施工现场所遇到的问题，并对下一步的施工提出指导性意见和建议的问题，提供一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，其应用于隧道的施工掌子面，对其掌子面情况进行实时判定，有效提高施工效率；通过各种智能系统，可保障判断尺度的一致性及准确性，避免由于工程师经验不足造成误判；通过实时信息技术，大大减少了设计单位现场配合施工的难度，节约人力物力。本专利技术通过下述技术方案实现：一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，包括隧道开挖掌子面，所述隧道开挖掌子面后方设置施工台架，所述施工台架上沿远离隧道开挖掌子面的方向依次设置初期支护段和二次衬砌段，所述施工台架顶部设置掌子面成像及扫描设备，所述初期支护段上设置初期支护段红外线实时监测系统，还包括远程系统终端，所述掌子面成像及扫描设备用于对隧道开挖掌子面的情况进行实时成像扫描，并将扫描结果上传到远程系统终端，所述初期支护段红外线实时监测系统用于对初期支护段的变形情况进行实时监测并将监测数据上传到远程系统终端，所述远程系统终端用于对扫描结果和监测数据进行分析，并将分析结果传输给现场施工及管理者。进一步的，一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，所述初期支护段红外线实时监测系统的数量为若干，若干个初期支护段红外线实时监测系统沿初期支护段等间距分布。进一步的，一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，所述掌子面成像及扫描设备和初期支护段红外线实时监测系统被设置为可在线实时传输数据。进一步的，一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，所述二次衬砌段上设置红外线测距基站，所述初期支护段上设置若干个红外监测点，所述红外监测点在初期支护段上等间距分布，红外线测距基站与红外监测点组成所述初期支护段红外线实时监测系统。进一步的，一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，所述红外监测点设置在初期支护段的横断面上。进一步的，一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，所述红外监测点的数量为3-6个。进一步的，一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，所述掌子面成像及扫描设备包括高倍摄像机和高倍照相机。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术可用于所有隧道的施工掌子面，对其掌子面情况进行实时判定，有效提高施工效率；2、本专利技术通过各种智能系统，可保障判断尺度的一致性及准确性，避免由于工程师经验不足造成误判；3、本专利技术可以通过实时信息技术，让一两个工程师即可对多个隧道的施工进行实时服务，大大减少了设计单位现场配合施工的难度，节约人力物力。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术系统技术原理示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-隧道开挖掌子面、2-施工台架、3-初期支护段、4-二次衬砌段、5-掌子面成像及扫描设备、6-初期支护段红外线实时监测系统、7-远程系统终端、8-现场施工及管理者。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1至图2所示，一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，包括隧道开挖掌子面1，所述隧道开挖掌子面1后方设置施工台架2，所述施工台架2上沿远离隧道开挖掌子面1的方向依次设置初期支护段3和二次衬砌段4，所述施工台架2顶部设置掌子面成像及扫描设备5，所述初期支护段3上设置初期支护段红外线实时监测系统6，还包括远程系统终端7，所述掌子面成像及扫描设备5用于对隧道开挖掌子面1的情况进行实时成像扫描，并将扫描结果上传到远程系统终端7，所述初期支护段红外线实时监测系统6用于对初期支护段3的变形情况进行实时监测并将监测数据上传到远程系统终端7，所述远程系统终端7用于对扫描结果和监测数据进行分析，并将分析结果传输给现场施工及管理者8。所述初期支护段红外线实时监测系统6的数量为若干，若干个初期支护段红外线实时监测系统6沿初期支护段3等间距分布。所述掌子面成像及扫描设备5和初期支护段红外线实时监测系统6被设置为可在线实时传输数据。所述二次衬砌段4上设置红外线测距基站，所述初期支护段3上设置若干个红外监测点，所述红外监测点在初期支护段3上等间距分布，红外线测距基站与红外监测点组成所述初期支护段红外线实时监测系统6。所述红外监测点设置在初期支护段3的横断面上。所述红外监测点的数量为3-6个。所述掌子面成像及扫描设备5包括高倍摄像机和高倍照相机。本专利技术的工作过程如下：(1)在隧道施工台架2上安装高精度成像及扫描设备(或安装车载成像设备)，在隧道施工每次放炮以后，及时对掌子面地质情况进行成像与扫描，其成果可自动或手动上传至操作系统中。(2)在隧道已经施作初期支护但二衬还未施工的段落按照一定的间距布设红外测距仪，对隧道初期支护钢架变形进行实时监控，并将实测数据自动上传至操作系统。(3)在收集到影像及扫描资料、实时监控变形数据以后，操作系统进行初步分析，得出常规问题、复杂问题、高难问题三种不同层次的判断。(4)操作系统在处理问题方面预设了智慧判断、专家判断、会议判断等多种模块；对应不同级别的问题，智慧判断处理常规问题，专家判断处理复杂问题，会议判断处理高难问题。(5)操作系统由电脑端与手机端组成，通过设置不同的信号让相应的地质工程师、有经验的专家等可实时接收现场信号，根据现场图像及监测数据判定掌子面围岩级别以后将结果返回系统。(6)系统根据判断结论下发现场施工指导意见。实施例2基于实施例1，初期支护段红外线实时监测的工作原理：(1)在二次衬砌段4架设红外线测距基站，在初期支护段3每隔一定距离的每一个横断面布置3-6个监测点，形成初期支护段红外线实时监测系统6。(2)根据监测精度要求，设定基站监测频率，测量监测点与基站之间的相对位移，并将测量结果适时上传至远程系统终端7。(3)远程系统终端7接收信号以后，对其数据进行自动分析，通过计算获得每个断面的实时变形数据曲线。远程系统终端7的工作原理：(1)围岩远程在线判断系统是一个计算机程序，通过围岩远程在线判断系统预设了围岩定性判别法、定量判别法、专家会商法、在线会议法等多种判别方法。(2)远程系统终端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，其特征在于，包括隧道开挖掌子面(1)，所述隧道开挖掌子面(1)后方设置施工台架(2)，所述施工台架(2)上沿远离隧道开挖掌子面(1)的方向依次设置初期支护段(3)和二次衬砌段(4)，所述施工台架(2)顶部设置掌子面成像及扫描设备(5)，所述初期支护段(3)上设置初期支护段红外线实时监测系统(6)，还包括远程系统终端(7)，所述掌子面成像及扫描设备(5)用于对隧道开挖掌子面(1)的情况进行实时成像扫描，并将扫描结果上传到远程系统终端(7)，所述初期支护段红外线实时监测系统(6)用于对初期支护段(3)的变形情况进行实时监测并将监测数据上传到远程系统终端(7)，所述远程系统终端(7)用于对扫描结果和监测数据进行分析，并将分析结果传输给现场施工及管理者。

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，其特征在于，包括隧道开挖掌子面(1)，所述隧道开挖掌子面(1)后方设置施工台架(2)，所述施工台架(2)上沿远离隧道开挖掌子面(1)的方向依次设置初期支护段(3)和二次衬砌段(4)，所述施工台架(2)顶部设置掌子面成像及扫描设备(5)，所述初期支护段(3)上设置初期支护段红外线实时监测系统(6)，还包括远程系统终端(7)，所述掌子面成像及扫描设备(5)用于对隧道开挖掌子面(1)的情况进行实时成像扫描，并将扫描结果上传到远程系统终端(7)，所述初期支护段红外线实时监测系统(6)用于对初期支护段(3)的变形情况进行实时监测并将监测数据上传到远程系统终端(7)，所述远程系统终端(7)用于对扫描结果和监测数据进行分析，并将分析结果传输给现场施工及管理者。2.根据权利要求1所述的一种用于隧道掌子面围岩级别智能判定的远程操作系统，其特征在于，所述初期支护段红外线实时监测系统(6)的数量为若干，若干个初期支护段红外线实时监测系统(6)沿初...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁松，周威锦，邵林，廖沛源，王希宝，郑国强，张生，甘立松，张廷彪，周科，
申请(专利权)人：四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51