【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种悬臂掘进机及超欠挖监测方法及断面设计轮廓确定方法，属于硬岩隧道掘进；尤其涉及一种基于截割头位姿监测和双棱镜定位的断面设计轮廓确定方法及超欠挖实时监测方法及相应的悬臂掘进机。
技术介绍
1、悬臂掘进机是一种高效灵活的开挖装备，广泛应用于各种巷道和隧道。受施工过程中误差的影响，隧道开挖后的断面轮廓与设计断面轮廓可能会存在一定的偏差，超欠挖是衡量悬臂掘进机开挖质量的关键指标，超欠挖不仅影响围岩的稳定性，而且对施工成本也有很大影响。
2、目前，隧道施工过程中一般采用全站仪测量等传统方法进行隧道超欠挖检测，在隧道中预留好的两个已知点建站，这时全站仪已经与隧道坐标系保持一致；使用全站仪测量当前待开挖的断面即掌子面上的周边轮廓点位，通过在开挖后的断面轮廓处设置测点进行检测，与设计轮廓对比后判断是否存在超挖或欠挖。具体地，根据开挖里程使用专用工具获取当前里程对应的设计轮廓的三维坐标(轮廓由不连续的离散点构成)，并将这些三维坐标发送给全站仪；全站仪根据这些三维坐标，打出激光，激光落在掌子面上形成激光点，如图1所示，施工人员站...
【技术保护点】
1.一种隧道断面设计轮廓确定方法，其特征在于，使悬臂掘进机停于隧道掌子面前，检测所述悬臂掘进机在隧道坐标系下的位置状态进而得到掌子面在隧道坐标系下的掌子面位置；计算在隧道设计轴线的方向上，从隧道起点的起点位置到掌子面位置的距离作为掘进里程；根据隧道设计模型得到所述掘进里程处的断面设计轮廓。
2.根据权利要求1所述的隧道断面设计轮廓确定方法，其特征在于，悬臂掘进机停于隧道掌子面前的状态为，悬臂掘进机的悬臂末端接触隧道掌子面；根据悬臂掘进机的三维模型和悬臂掘进机在隧道坐标系下的位姿得到悬臂掘进机悬臂末端接触隧道掌子面接触点在隧道坐标系下的接触点位置，将接触点位...
【技术特征摘要】
1.一种隧道断面设计轮廓确定方法，其特征在于，使悬臂掘进机停于隧道掌子面前，检测所述悬臂掘进机在隧道坐标系下的位置状态进而得到掌子面在隧道坐标系下的掌子面位置；计算在隧道设计轴线的方向上，从隧道起点的起点位置到掌子面位置的距离作为掘进里程；根据隧道设计模型得到所述掘进里程处的断面设计轮廓。
2.根据权利要求1所述的隧道断面设计轮廓确定方法，其特征在于，悬臂掘进机停于隧道掌子面前的状态为，悬臂掘进机的悬臂末端接触隧道掌子面；根据悬臂掘进机的三维模型和悬臂掘进机在隧道坐标系下的位姿得到悬臂掘进机悬臂末端接触隧道掌子面接触点在隧道坐标系下的接触点位置，将接触点位置作为所述掌子面位置。
3.根据权利要求2所述的隧道断面设计轮廓确定方法，其特征在于，利用预设位置部署的全站仪检测悬臂掘进机在隧道坐标系下的位姿。
4.根据权利要求2所述的隧道断面设计轮廓确定方法，其特征在于，通过如下方法获得所述断面设计轮廓：从所述接触点位置向隧道设计轴线作垂线，将隧道设计模型中对应掘进里程下的隧道设计轮廓放置在垂足位置，并使隧道设计轮廓所在轮廓面与垂足处隧道设计轴线垂直，进而得到所述断面设计轮廓。
5.根据权利要求4所述的隧道断面设计轮廓确定方法，其特征在于，所述起点位置通过如下方法获得或者更新：使悬臂掘进机停于隧道起点处，利用预设位置部署的全站仪检测停于隧道起点处的悬臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛孔肖，荆留杰，孙延飞，陈坤杰，魏晓龙，孙森震，李鹏宇，董亚鹏，孟祥波，高博，王永胜，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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