[发明专利]异型隧道开挖测量方法

权利要求书

1.一种异型隧道开挖测量方法，其特征在于，包括：

在连通异型隧道的盾构工作井的井壁上设置3个不动点作为基准点；

在异型隧道内的盾构机的尾部后方和盾构机的刀盘后方布置三维激光扫描仪进行全角度扫描，得到异型隧道内表面及盾构机外壳的点云图；

根据所述异型隧道内表面及盾构机外壳的点云图，通过异型隧道截面提取得到所述异型隧道的异型隧道内表面模型，并通过盾构机外形轮廓提取得到盾构机首尾轮廓模型；

根据所述异型隧道内表面模型和盾构机首尾轮廓模型，确定异型隧道的中轴线，基于所述中轴线和基准点计算所述盾构机的姿态数据及异型隧道的中轴线坐标数据。

2.如权利要求1所述的异型隧道开挖测量方法，其特征在于，在连通异型隧道的盾构工作井的井壁上设置不动点作为基准点，包括：

在连通异型隧道的盾构工作井的后方井壁设置不动点作为基准点，将地面监测控制网的坐标引测至所述基准点坐标上。

3.如权利要求2所述的异型隧道开挖测量方法，其特征在于，在异型隧道内的盾构机的尾部后方和盾构机的刀盘后方布置三维激光扫描仪进行全角度扫描，包括：

先在异型隧道内的盾构机的尾部后方通过三维激光扫描仪进行整环扫描，然后将所述三维激光扫描仪放置于盾构机的刀盘后方进行扫描。

4.如权利要求3所述的异型隧道开挖测量方法，其特征在于，在异型隧道内的盾构机的尾部后方通过三维激光扫描仪进行整环扫描，包括：

根据所述盾构工作井和盾构机间的距离，在异型隧道内的盾构机的尾部后方通过三维激光扫描仪进行整环扫描时采用多站扫描方式，两站之间间隔10-15米，扫描站数不低于2站。

5.如权利要求1所述的异型隧道开挖测量方法，其特征在于，根据所述异型隧道内表面及盾构机外壳的点云图，通过异型隧道截面提取得到所述异型隧道的异型隧道内表面模型，并通过盾构机外形轮廓提取得到盾构机首尾轮廓模型，包括：

对所述异型隧道内表面及盾构机外壳的点云图进行去噪和数据精简处理；

根据经过所述去噪和数据精简处理的点云图，通过异型隧道截面提取得到所述异型隧道的异型隧道内表面模型，并通过盾构机外形轮廓提取得到盾构机首尾轮廓模型。

6.如权利要求1至4任一项所述的异型隧道开挖测量方法，其特征在于，在异型隧道内的盾构机的尾部后方和盾构机的刀盘后方布置三维激光扫描仪进行全角度扫描之前，还包括：

在所述异型隧道内的盾体周边已经安装的衬砌上布设3个左右不动点作为扫描数据整合基准点，所述扫描数据整合基准点采用标记球形式。

7.如权利要求6所述的异型隧道开挖测量方法，其特征在于，根据所述异型隧道内表面及盾构机外壳的点云图，通过异型隧道截面提取得到所述异型隧道的异型隧道内表面模型，并通过盾构机外形轮廓提取得到盾构机首尾轮廓模型，包括：

根据扫描数据整合基准点对所述点云图进行点云配准，根据点云配准后的点云图，通过异型隧道截面提取得到所述异型隧道的异型隧道内表面模型，并通过盾构机外形轮廓提取得到盾构机首尾轮廓模型。

8.如权利要求1至5任一项所述的异型隧道开挖测量方法，其特征在于，根据所述异型隧道内表面模型和盾构机首尾轮廓模型，确定异型隧道的中轴线，包括：

截取所述异型隧道内表面模型的各个断面；

根据所述截取断面寻找各断面的中心云点位置，连接这些中心云点位置形成异型隧道的中轴线。

9.如权利要求8所述的异型隧道开挖测量方法，其特征在于，截取所述异型隧道内表面模型的各个断面之后，还包括：

计算所述各个断面的实际面积，将各个断面的实际面积与设计图纸中各个断面的理论面积进行比较，得到每个断面的超欠挖数据。