一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法，属于隧道钢拱架加工技术领域。本发明专利技术包括以下步骤：刚进洞阶段或刚进入不同等级围岩阶段，按图纸要求，确定基础沉降量A，进行开挖；待围岩基本稳定后，使用三维激光扫面仪进行全断面扫描，并将获取的点云图与图纸进行对比，检查超欠挖情况；根据实际超欠挖情况及时调整预留沉降量值，并利用调整后的预留沉降量值进行钢拱架弯制。相比于传统监控量测采取“以点代面”的监测方式，本发明专利技术采用三维激光进行断面扫描，根据断面内不同区域内的侵限情况，对钢拱架进行动态且精准的加工；可有效避免“以点代面”的现象，确保沉降量的准确性，保证施工安全与质量。保证施工安全与质量。保证施工安全与质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法


[0001]本专利技术属于隧道钢拱架加工
，更具体地说，涉及一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法。

技术介绍

[0002]在隧道钢拱架加工时，一般根据设计图纸尺寸，加上预留沉降量，以确保施工时的质量。但实际施工过程中，由于围岩等级及变形情况不同，从而导致预留沉降量往往不能满足实际施工的需求。
[0003]目前，通常采用全站仪对围岩等级及变形情况进行监控量测，并根据监控量测结果，对钢拱架预留沉降量进行调整。全站仪监控量测一般是般根据围岩等级及变形情况按照一定间距布设，所采集数据具有局限性，无法精准的了解整个围岩段落内沉降情况。按此方法测得的数据进行预留沉降量调整，有可能预留沉降太小造成侵线，导致衬砌厚度不足；或预留沉降太大造成混凝土浪费。前者不利于隧道结构质量安全及耐久性，后者与倡导的绿色施工相背离，造成资源浪费，成本增加。

技术实现思路

[0004]1、要解决的问题
[0005]针对现有技术中，无法精准了解整个围岩段落内的沉降情况，导致钢拱架加工尺寸与实际断面不符的问题，本专利技术提供一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法。采用本专利技术的技术方案，可以根据围岩全断面的点云图，对钢拱架进行分阶段的动态加工，以满足整个断面内不同沉降处的需求；在保证施工质量的同时，有利于减少施工成本。
[0006]2、技术方案
[0007]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术的一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法，包括以下步骤，
[0009]步骤一、刚进洞阶段或刚进入不同等级围岩阶段，按图纸要求，确定基础沉降量A，并根据该基础沉降量A进行开挖；
[0010]步骤二、待围岩稳定后，对围岩进行全断面扫描，获取围岩稳定段落的点云图，并与图纸对比，判断实际超欠挖情况；
[0011]步骤三、根据实际超欠挖情况，及时调整预留沉降量；并根据调整后预留沉降量，利用BIM进行建模；
[0012]步骤四、将生成后的模型导入钢拱架加工设备中，对钢拱架进行加工；
[0013]步骤五、随着隧道的不断掘进，重复步上述骤二至步骤五。
[0014]进一步地，所述步骤三的具体步骤为，若判断结果为欠挖，则获取侵线值B，调整预留沉降量值为A+B；在原设计钢拱架中心线基础上，各弧段圆心不变，半径值加上A+B值作为加工钢拱架的中心线；
[0015]若判断结果为超挖，则获取超挖值C，调整预留沉降量为A
‑
C；在原设计钢拱架中心
线基础上，各弧段圆心不变，半径值加上A
‑
C值作为加工钢拱架的中心线。
[0016]进一步地，所述侵线值B为最大的侵限值，超挖值C为最小的超挖值。
[0017]进一步地，所述的步骤四中，采用数控型钢弯曲机，并且分节段进行钢拱架的弯制。
[0018]进一步地，所述的步骤二中，利用三维激光扫仪对围岩进行全断面扫描。
[0019]3、有益效果
[0020]常规的监控量测是根据围岩的级别不同，监控量测断面间距不同，此种方式是“以点代面”；然而隧道内地质复杂，“以点代面”代表性不强，按此方法测得的数据进行钢拱架预留沉降量调整，有可能预留沉降太小造成侵线或预留沉降太大造成混凝土浪费。
[0021]本专利技术的一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法，采用三维激光进行断面扫描生成全断面的点云图，并与设计图纸进行对比，以判断超欠挖情况。根据断面内不同区域内的超欠挖情况情况，及时调整预留沉降量值，从而实现钢拱架动态且精准的加工；在保证施工质量的同时，有利于减少施工成本。
附图说明
[0022]图1为本实施例的一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法的流程图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。
[0024]本实施例的一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法，包括以下步骤：
[0025]首先，刚进洞阶段或刚进入不同等级围岩阶段，按图纸要求，结合以往经验确定基础沉降量A，进行开挖。
[0026]然后，待围岩基本稳定后，使用三维激光扫面仪进行断面扫描，获取围岩稳定段落的点云图，并将该点云图与图纸进行对比，检查是否存在超欠挖情况。
[0027]若存在欠挖(即侵限)，则获取最大的侵线的值B，迅速将此数据反馈到技术员处，调整预留沉降量，调整后的预留沉降量值为(A+B)。利用BIM建模，在设计钢拱架中心线基础上，各弧段圆心不变，半径值加上(A+B)值作为加工钢拱架的中心线，将生成后的模型导入智能数控型钢弯曲机中，分节段进行钢拱架弯制。
[0028]若存在超挖(不侵线)，则获取最小的超挖值C，迅速将此数据反馈到技术员处，调整预留沉降量，调整后的预留沉降量值为(A
‑
C)。利用BIM建模，在设计钢拱架中心线基础上，各弧段圆心不变，半径值加上(A
‑
C)值作为加工钢拱架的中心线，将生成后的模型导入智能数控型钢弯曲机中，分节段进行钢拱架弯制。
[0029]随着隧道的不断掘进，重复上述工作，实现钢拱架的精准加工，节约资源、绿色施工，结合BIM、三维激光扫面仪、智能型钢弯曲机的应用，提高了工程智慧建造水平。
[0030]常规的监控量测是根据围岩的级别不同，监控量测断面间距不同，此种方式是“以点代面”，隧道内地质复杂，“以点代面”代表性不强。而本实施例的一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法，采用三维激光进行断面扫描生成全断面的点云图，获取围岩稳定段落的点云图；通过点云图与图纸进行对比，检查超欠挖情况情况；根据实际超欠挖情况情况及时调整预留沉降量值，并利用调整后的预留沉降量值进行钢拱架弯制。可有效避
免以点代面的现象，确保沉降量的准确性，保证施工安全与质量。
[0031]以上示意性的对本专利技术及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本专利技术的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一、刚进洞阶段或刚进入不同等级围岩阶段，按图纸要求，确定基础沉降量A，并根据该基础沉降量A进行开挖；步骤二、待围岩稳定后，对围岩进行全断面扫描，获取围岩稳定段落的点云图，并与图纸对比，判断实际超欠挖情况；步骤三、根据实际超欠挖情况，及时调整预留沉降量；并根据调整后预留沉降量，利用BIM进行建模；步骤四、将生成后的模型导入钢拱架加工设备中，对钢拱架进行加工；步骤五、随着隧道的不断掘进，重复步上述骤二至步骤五。2.根据权利要求1所述的一种基于BIM三维激光扫描仪的隧道钢拱架加工方法，其特征在于：所述步骤三的具体步骤为，若判断结果为欠挖，则获取侵线值B，调整预留沉降量值为A+B；在原设计钢拱架中心线基础上，各弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，胡义，柴雪斐，黄金坤，刘秀岩，拉周加，赵国辉，高春国，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：