一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，包括如下步骤：对原始围岩进行绝对位置定位扫描，输出原始围岩的点云数据，将所述原始围岩的点云数据导入BIM软件中，建立实际的围岩曲面；现场施作初喷并记录实际生产的喷射砼方量记作V1；建立初支面，扫描喷射完成后的初支面，输出初支面的点云数据，将初支面的点云数据导入BIM软件中建立初支曲面，计算围岩曲面和初支曲面叠加产生的空间体积V2；根据V1和V2计算喷射砼的回弹率K；该回弹量的测量方法人工干预少，信息化使用程度高，工作效率高，回弹率测量精度高。回弹率测量精度高。回弹率测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法


[0001]本专利技术涉及隧道衬砌施工
，尤其涉及一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法。

技术介绍

[0002]在隧道施工中，喷射砼的造价偏高，同时随着我国隧道建设的规模越来越大，经济效益要求也就越来越高，不同程度的初支混凝土实际粘附程度决定了喷射砼的实际造价，回弹越小粘附程度越高，产生的经济效益约高。
[0003]在实际喷射砼施工过程中，回弹率往往都是受很多方面的因素叠加影响的，如喷射方式、风压强度、喷射角度等。传统的回弹率测量方式既是采用实际称重法实现，也就是在喷射时直接接收落地混凝土量，直接称出落地量，落地量除以实际消耗的混凝土量既是回弹率。该方法较为繁琐，且耗时过长，极易导致落地混凝土失水减重，最终影响测量精度。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，人工干预少，信息化使用程度高，工作效率高，回弹率测量精度高。
[0005]本专利技术提出的一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，包括如下步骤：
[0006]对原始围岩进行绝对位置定位扫描，输出原始围岩的点云数据，将所述原始围岩的点云数据导入BIM软件中，建立实际的围岩曲面；
[0007]现场施作初喷并记录实际生产的喷射砼方量记作V1；
[0008]建立初支面，扫描喷射完成后的初支面，输出初支面的点云数据，将初支面的点云数据导入BIM软件中建立初支曲面，计算围岩曲面和初支曲面叠加产生的空间体积V2；
[0009]根据V1和V2计算喷射砼的回弹率K。
[0010]进一步地，在对原始围岩进行绝对位置定位扫描中，具体为：
[0011]将激光扫描仪架设在开挖区段的隧道中间部位，通过隧道内的控制点建站，并观测一固定位置的三维坐标；
[0012]通过建站后的激光扫描仪对原始围岩进行绝对位置的定位。
[0013]进一步地，激光扫描仪在通过隧道内的控制点建站时，采用的控制点至少为3个点，建站后，检测建站精度在设定值以上。
[0014]进一步地，激光扫描仪的具体参数：扫描视场360
°×
300
°
，测程噪声1.5mm，测角精度1
″
，测距精度1mm+1.5ppm。
[0015]进一步地，通过激光扫描仪对原始围岩和初支面的扫描中，均对同一固定位置的三维坐标进行测量。
[0016]进一步地，在根据V1和V2计算喷射砼的回弹率K中，回弹率K的计算公式如下：
[0017][0018]进一步地，若存在初支加固结构，通过激光扫描仪对初支加固结构进行扫描得到加固点云数据，根据加固点云数据建立初支加固模型，计算初支加固模型占用的空间体积V3；
[0019]根据V1、V2、V3计算喷射砼的回弹率K；
[0020]进一步地，在根据V1、V2、V3计算喷射砼的回弹率K中，回弹率K的计算公式如下：
[0021][0022]进一步地，在对原始围岩进行绝对位置定位扫描之前，将爆破后的围岩清理至设计要求的平顺度以及净空。
[0023]本专利技术提供的一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法的优点在于：本专利技术结构中提供的一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，采用激光扫描仪扫描原始围岩和初支面，通过对应形成的点云数据来建立围岩曲面和初支曲面，然后将围岩曲面和初支曲面导入BIM软件的同一工作空间中，即可得到V2，然后直接计算得到回弹率K，在这个过程中，方法简单，人工干预少，信息化使用程度高，工作效率高，回弹率测量精度高；该回弹量测量方法可适用于任何断面类型隧道初支混凝土的回弹率快速测量。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0026]如图1所示，本专利技术提出的一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，包括如下步骤：
[0027]S1：对原始围岩进行绝对位置定位扫描，输出原始围岩的点云数据，将所述原始围岩的点云数据导入BIM软件中，建立实际的围岩曲面；
[0028]对原始围岩进行绝对位置定位扫描之前，将爆破后的围岩清理至设计要求的平顺度以及净空，另外排除危石，检查开挖效果，确保不侵限标准型钢等支撑能按设计要求施作，同时也是保证测量人员的安全以及扫描时不出现真空状态。同时在开挖完成后做好前期准备工作，主要包括扫描仪、拌和系统的调试，原材料的准备。
[0029]在激光扫描仪对原始围岩进行扫描前，将激光扫描仪架设在开挖区段的隧道中间部位，通过隧道内的控制点建站，采用的控制点至少为3个点，建站后，检测建站精度在设定值以上，例如精度达到5mm以上，然后观测一固定位置的三维坐标，该固定位置的三维坐标也作为步骤S3中激光扫描仪扫描初支面时对应扫描的固定位置，即两个扫描的固定位置是一致的，保证了两次扫描的系统和精度统一；
[0030]可以采用扫描视场360
°×
300
°
，测程噪声1.5mm，测角精度1
″
，测距精度1mm+1.5ppm的高精度三维激光扫描仪对原始围岩进行绝对位置的定位，扫描的模式需选择精确
模式，不可选择快速模式，扫描区域可根据扫描仪的性能确定，但不得存在漏扫区域；扫描过程中不得存在施工机械等影响扫描结果的干扰存在，最终形成原始围岩的点云数据。
[0031]原始围岩的点云数据的形成除了通过激光扫描仪扫描，还可以人工提供施工区域外的数据，将扫描得到的点云数据以及人工提供的数据一起倒入BIM软件中，建立实际的围岩曲面。
[0032]S2：现场施作初喷并记录实际生产的喷射砼方量记作V1；
[0033]V1具体的统计过程：统计实际发车的方量，利用拌合站的信息化系统，统计每车实发的混凝土方量，若最终实发量为全部喷射完，需及时回收并计算回收方量，得出最终的实际使用量记作V1。
[0034]S3：建立初支面，扫描喷射完成后的初支面，输出初支面的点云数据，将初支面的点云数据导入BIM软件中建立初支曲面，计算围岩曲面和初支曲面叠加产生的空间体积V2；
[0035]在激光扫描仪对初支面进行扫描前，将激光扫描仪架设在开挖区段的隧道中间部位，通过隧道内的控制点建站，采用的控制点至少为3个点，建站后，检测建站精度在设定值以上，例如精度达到5mm以上，然后观测一固定位置的三维坐标，该固定位置的三维坐标也作为步骤S1中激光扫描仪扫描原始围岩时对应扫描的固定位置，即两个扫描的固定位置是一致的，保证了两次扫描的系统和精度统一；
[0036]可以采用扫描视场360
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，其特征在于，包括如下步骤：对原始围岩进行绝对位置定位扫描，输出原始围岩的点云数据，将所述原始围岩的点云数据导入BIM软件中，建立实际的围岩曲面；现场施作初喷并记录实际生产的喷射砼方量记作V1；建立初支面，扫描喷射完成后的初支面，输出初支面的点云数据，将初支面的点云数据导入BIM软件中建立初支曲面，计算围岩曲面和初支曲面叠加产生的空间体积V2；根据V1和V2计算喷射砼的回弹率K。2.根据权利要求1所述的快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，其特征在于，在对原始围岩进行绝对位置定位扫描中，具体为：将激光扫描仪架设在开挖区段的隧道中间部位，通过隧道内的控制点建站，并观测一固定位置的三维坐标；通过建站后的激光扫描仪对原始围岩进行绝对位置的定位。3.根据权利要求2所述的快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，其特征在于，激光扫描仪在通过隧道内的控制点建站时，采用的控制点至少为3个点，建站后，检测建站精度在设定值以上。4.根据权利要求2所述的快速测量隧道初支喷射混凝土回弹量的方法，其特征在于，激光扫描仪的具体参数：扫描视场360
°×
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【专利技术属性】
技术研发人员：解畅，王海波，纪纯杰，王好明，姚大闯，王彬，徐星火，王勇，凌峰，
申请(专利权)人：中铁四局集团第七工程有限公司，
类型：发明
国别省市：