沉管隧道最终接头水下安装定位系统及定位方法技术方案

本发明专利技术属于沉管隧道施工技术领域，具体涉及一种沉管隧道最终接头水下安装定位系统及定位方法。该定位系统包括布设于最终接头上的至少两套水下定位设备、布设于待对接管节上的至少两套水下定位目标；每套水下定位设备包括组合于同一仪器箱内的摄像位移计和拉线位移计；数据处理终端通过串口服务器与摄像位移计和拉线位移计均通信连接，以实时获取测量数据进而解算出最终接头的实时平面位移量及旋转角。使用本发明专利技术的沉管隧道最终接头水下安装定位系统，能够在最终接头顶推过程中精确监测最终接头的平面位移量及旋转角，实现对最终接头的高精度定位定姿，更好地保障最终接头安装施工的精确性和可靠性。工的精确性和可靠性。工的精确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
沉管隧道最终接头水下安装定位系统及定位方法


[0001]本专利技术属于沉管隧道施工
，具体涉及一种沉管隧道最终接头水下安装定位系统及定位方法。

技术介绍

[0002]沉管隧道施工时，为使最后管节顺利沉放，必须留有长于该最后管节的距离空间；当最后管节沉放安装完成后，最后管节与待对接管节之间通过最终接头进行连接。参考图3、图4所示，最终接头30通常设置于最后管节40内部，当最后管节40沉放安装完成后，最终接头30向外顶推以与待对接管节50之间进行对接安装，进而实现沉管隧道的连接贯通；可以理解的是，最终接头30向外顶推时，在最后管节40的约束下会产生平面位移和平面旋转，但不会产生侧倾和俯仰；因此在最终接头30顶推施工过程中，需要实时监测最终接头30的平面位移量及旋转角，获知最终接头30的实时位姿信息，进而确保最终接头30的安装精度满足施工要求。
[0003]目前，最终接头安装时常用的定位方法有测量塔法、声呐法等；但随着作业水深的逐渐增大，这些常规水下定位方法的定位精度逐渐降低，且成本较高，难以更好地保障最终接头安装施工的精确性和可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.沉管隧道最终接头水下安装定位系统，其特征在于，包括：至少两套水下定位设备，布设于最终接头靠近待对接管节的一端；每套所述水下定位设备包括仪器箱、安装于所述仪器箱内的摄像位移计和拉线位移计，所述摄像位移计的拍摄方向与拉线位移计的出线方向均朝向待对接管节；至少两套水下定位目标，布设于所述待对接管节靠近最终接头的一端，并与所述水下定位设备呈一一相对设置；串口服务器，与所述摄像位移计和拉线位移计均通信连接，以实时接收并传输所述摄像位移计和拉线位移计的测量数据；数据处理终端，与所述串口服务器通信连接，用于获取所述测量数据以解算出最终接头的实时平面位移量及旋转角。2.根据权利要求1所述的沉管隧道最终接头水下安装定位系统，其特征在于，每套所述水下定位目标包括朝向水下定位设备的拉环和多个光源；所述拉环为拉线位移计的拉线测点，多个所述光源构成摄像位移计的光源测点。3.根据权利要求2所述的沉管隧道最终接头水下安装定位系统，其特征在于，所述摄像位移计包括并排设置的两台相机，以测量所述摄像位移计与光源测点之间的相对距离和方向；所述拉线位移计包括可转动的拉杆、贯穿所述拉杆且可伸缩的拉线、测定所述拉线长度的拉线编码器和测定拉线方向的激光测角装置，以测量所述拉线位移计与拉线测点之间的相对距离和方向。4.沉管隧道最终接头水下安装定位方法，其特征在于，采用如权利要求2或3所述的沉管隧道最终接头水下安装定位系统进行，包括以下步骤：S1、施工标定步骤，具体包括：S11、建立基于最后管节的最后管节坐标系和基于最终接头的最终接头坐标系，且使最终接头坐标系的初始状态与最后管节坐标系相同；S12、将水下定位设备和水下定位目标分别安装于最终接头和待对接管节上，标定拉线位移计坐标系与最终接头坐标系之间的转换参数，标定摄像位移计坐标系与最终接头坐标系之间的转换参数；S2、顶推前测量步骤，在最后管节沉放安装完成后且最终接头顶推前进行；具体包括：S21、建立施工坐标系；S22、在待对接管节上设一检测点，通过贯通测量获得该检测点于最后管节坐标系下的平面坐标和于施工坐标系下的平面坐标，以解算最后管节坐标系与施工坐标系之间的平面位移量和旋转角，进而结合最终接头的结构尺寸，获得最终接头顶推到位时的理论平面位移量和理论旋转角；S3、最终接头顶推安装步骤，在最终接头顶推过程中，数据处理终端利用多个摄像位移计和多个拉线位移计的同步测量数据，解算出最终接头的实时平面位移量及实时旋转角；当且时，最终接头顶推安装完成。5.根据权利要求4所述的沉管隧道最终接头水下安装定位方法，其特征在于，在步骤S2中，还包括：S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：锁旭宏，李允良，岳远征，王强，宁进进，刘兆权，管泽旭，张超，
申请(专利权)人：中交一航局第二工程有限公司人工智能与数字经济广东省实验室深圳，
类型：发明
国别省市：