[发明专利]一种基于BIM隧道超欠挖控制的方法

摘要

本发明公开了一种基于BIM隧道超欠挖控制的方法，将全智能凿岩台车与用户终端的中央处理器相连接，实现了凿岩台车在隧道内精确定位与多臂同步姿态调整，多钻臂自动工作，自动测量隧道周边轮廓和定位炮孔位置。超前水平钻探地质探测数据结合BIM技术分析，进行地质分析，并依据钻爆设计，与植入的钻爆设计方案进行匹配，结合爆破人员施工经验，对钻爆设计方案进行动态调整，与LS‑DYNA程序相结合进行钻爆模拟，从而制定最佳钻爆方案。凿岩台车钻爆按方案进行钻孔，严格控制超欠挖，实现了隧道开挖施工现场人员、机械的智能化自动化管理，从而实现隧道超欠挖的控制。

主权项

1.一种基于BIM隧道超欠挖控制的方法，实现该方法的装置包括全智能凿岩台车控制装置和中央处理系统；/n其特征在于：按照隧道地质方面设计，在中央处理系统中制作隧道BIM模型；/n对中央处理器的中央处理系统进行二次开发，中央处理系统中的BIM模型包括地质分析模块、钻爆方案选择模块和钻爆模拟模块；/n采集装置(1)包括扭矩传感仪(2)、地质雷达探测仪(5)、红外探水探测仪，扭矩传感仪(2)安装在凿岩台车钻杆末端；红外探水探测仪、扭矩传感仪(2)、地质雷达探测仪(5)均通过数据线(3)与数据采集器(4)相连接，数据采集器(4)通过无线传输技术将采集装置(1)采集到的数据传输至中央处理器(6)；/n施工前人工手持地质雷达探测仪(5)对隧道掌子面进行扫描，并采集隧道掌子面三维数据，扫描完毕后，启动凿岩台车进行探测孔施工；探测孔打设完毕后，采集装置(1)将采集到的信息通过数据线(3)传输至数据采集器(4)，数据采集器(4)通过无线传输将采集装置(1)采集到的隧道掌子面三维数据传输至中央处理器(6)；/n中央处理器(6)中的地质分析模块，根据扭矩传感仪(2)传来的扭矩数据，进行数据处理，计算出阻力值，根据阻力值，计算出围岩硬度；结合超前地质预报中的TSP和地质素描，以及地质雷达探测仪(5)、红外探水探测仪探测到的数据将围岩情况、地层岩性信息传输至地质分析模块，围岩情况、地层岩性信息包括围岩走向、倾向、倾角、页理发育情况、节理及围岩渗漏水情况，在地质分析模块中进行分析，并将分析结果数据传输至钻爆方案选择模块；/n钻爆方案选择模块，将分析数据与植入的钻爆方案进行匹配，并将匹配结果输入到钻爆方案调整模块；/n钻爆方案调整模块，根据地质分析模块所得到的围岩信息，针对输出的钻爆方案，不断调整掏槽眼、周边眼、底板眼、掘进眼的角度以及深度，调整各类孔药量分配，调整爆破网络设计影响爆破效果的因素，并将每一次的调整结果的数据传输至钻爆模拟模块；/n钻爆模拟模块，即与LS-DYNA程序相结合，通过钻爆模拟模块进行钻爆模拟实验，经过数次实验对比爆破后的效果，确定最佳钻爆方案。/n