TBM智能施工掌子面分析系统
项目背景
随着国内外TBM广泛应用,TBM的设计和施工技术日趋完善和成熟,TBM的智能化施工已经逐渐成了当代研究的主流方向。目前,掌子面的信息化工作国内外还没有人员在做,处于人工观察并记录状态。
TBM的掘进过程中,会遇到各种复杂的地质状态,对于一些极端的地质情况,如断层、软弱层、高应力区域都会对TBM的施工造成影响,严重的甚至会耽误工期和产生巨大的经济损失,故对TBM施工过程中的特殊地质状况进行预警是有重大意义的。
玖瑞科技联合北京工业大学研制一套有关TBM掌子面的辅助信息决策系统,能够直观清晰地观察TBM掌子面的状况,并通过计算机软件进行处理,获得超采、渗漏水及岩体参数(节理间距、角度等)和3D隧道地图系统共同组成TBM辅助决策系统,提高掘进效率,降低采掘成本。
系统构成
本系统由传感器、拍摄窗口自动开关装置、无线数据传输设备、上位机及算法软件平台四部分组成。
技术指标
(1)刀盘距掌子面0.6-0.7m,自动获取分辨率1*1mm的图像;
(2)在10倍于刀盘旋转一周时间内将图像传送至控制室;
(3)电池供电,一次充电可连续使用15天以上;
(4)系统无故障工作时间≥90天;
(5)前端模块防护等级:IP67;
(6)无线传输速率:6Mb/s。
上位机及软件平台
(1)接收TBM开始测量时刀盘的角度位置信息和刀盘转速信号;
(2)将矩形图像转换为圆形图像并进行畸变纠正;
(3)计算出裂隙分布、节理宽度及角度等岩石信息;
(4)模式识别岩石类别;
(5)三维重构及展现;
(6)分析预警,提出施工建议;
(7)TBM全生命周期使用;
(8)IP65。
实验条件
下图实验平台位于延庆康庄镇,可模拟直径1000-14000mm的旋转运动,电机驱动,最大线速度3m/s,垂直偏移量小于5mm,可模拟物距200-1500mm情况清晰的大视角及普通视角图像的获取。该实验平台为掌子面分析系统的研发提供实践依据。
应用领域
主要用于TBM智能施工。