一种快速测量隧道喷射混凝土回弹量的方法及装置与流程

本技术涉及隧道施工的领域，尤其是涉及一种快速测量隧道喷射混凝土回弹量的方法及装置。

背景技术：

1、在隧道施工中，喷射混凝土的造价偏高，同时随着我国隧道建设的规模越来越大，经济效益要求也就越来越高，不同程度的初支混凝土实际粘附程度决定了喷射混凝土的实际造价，回弹越小粘附程度越高，产生的经济效益约高。

2、在实际喷射混凝土的施工过程中，回弹率往往受很多方面的因素叠加影响，如喷射方式、风压强度、喷射角度等。传统的回弹率测量方式既是采用实际称重法实现，人工铺设彩条布用于收集回弹料，喷射混凝土完成后，将彩条布上的回弹料人工收集并进行称量，通过喷射混凝土密度计算出回弹量体积，并与实际生产的喷射混凝土方量相比，得出喷射混凝土回弹率。

3、传统的回弹测试方法需要施工机械、人工配合操作，其测量时间长、人力耗费大，且收集过程中不易将彩条布上粘接的回弹量收集干净，测量精度低。

技术实现思路

1、为了提高测量精度，本技术提供一种快速测量隧道喷射混凝土回弹量的方法及装置。

2、第一方面，本技术提供一种快速测量隧道喷射混凝土回弹量的方法，采用如下的技术方案：

3、一种快速测量隧道喷射混凝土回弹量的方法，包括以下步骤：

4、清理施工区域，整平喷射区地面；

5、喷射混凝土施工前，对喷射区原始地面绝对位置点位进行三维激光扫描，得到原始地面的点云数据，将原始地面的点云数据导入bim软件中，建立原始地面的模型；

6、喷射混凝土施工时，记录实际使用的喷射混凝土方量v1；

7、喷射混凝土施工后，对喷射区喷射完成后的地面绝对位置点位进行三维激光扫描，得到喷射后地面的点云数据，将喷射后地面的点云数据导入bim软件中，建立喷射完成后地面的模型；

8、将原始地面的模型和喷射完成后地面的模型叠加，得到两个地面模型之间的体积v2；

9、计算喷射混凝土回弹率k=v2/v1。

10、通过采用上述技术方案，在施工现场只需对喷射混凝土前后的地面进行扫描，即可通过数据处理建立模型，计算出回弹量，减少人力资源浪费，提高工作效率，无需使用彩条布转移混凝土称重，提高测量精度。

11、优选的，使用三维激光扫描仪进行三维激光扫描，三维激光扫描仪自由设站，通过扫描已经使用全站仪进行坐标测量的2个或2个以上的标靶球进行坐标转换。

12、通过采用上述技术方案，使用全站仪对标靶球进行坐标测量，根据标靶球的坐标对三维激光扫描得到的点云数据进行坐标转化，使得的点云数据与实际地理位置一一对应，便于根据点云数据发现的问题去对应的地理区域修缮解决。

13、优选的，三维激光扫描仪工作前进行通风排烟，清理附近干涉杂物，确保洞内无施工干扰。

14、通过采用上述技术方案，减少遮挡扫描视线的概率，减少产生点云空洞的概率，降低点云数据采集误差。

15、优选的，使用点云数据建立地面模型前，先对点云数据进行处理，包括点云裁剪、点云去噪和点云重采样等。

16、通过采用上述技术方案，通过点云数据处理，减少点云数据在采集的过程中因仪器本身接收信号误差、空气条件、扫描环境和外界干扰等因素的影响，提高测量精度。

17、优选的，记录实际使用的喷射混凝土方量v1时，统计拌和站信息化系统实际生产的喷射混凝土方量，以及现场最后剩余的喷射混凝土方量，得到实际使用的喷射混凝土方量v1。

18、通过采用上述技术方案，拌合站实际生产的喷射混凝土方量减去现场最后剩余的喷射混凝土方量等于实际使用的喷射混凝土方量，通过拌合站信息化系统统计，提高数据准确度，提高测量精度。

19、第二方面，本技术提供一种快速测量隧道喷射混凝土回弹量的装置，采用如下的技术方案：

20、一种快速测量隧道喷射混凝土回弹量的装置，包括移动架、混凝土泵、输送管、安装架和收卷辊，所述混凝土泵连接于移动架，所述输送管的一端连通于混凝土泵的入口，所述输送管的另一端用于连通搅拌站的出口，所述安装架连接于移动架的上端，所述收卷辊绕自身轴线转动连接于安装架，所述输送管绕设于收卷辊。

21、通过采用上述技术方案，移动架移动带动混凝土泵对隧道内壁喷射混凝土，由于输送管的长度较长且拖地，移动架移动的过程中若不及时收卷输送管会导致输送管上粘附回弹混凝土，影响混凝土回弹量的测量精度，设置收卷辊收卷输送管，使得输送管跟随移动架移动同步收卷，提高测量精度。

22、优选的，还包括第一丝杆、第二丝杆、第一滑动块和第二滑动块，所述收卷辊的转动轴线水平，所述第一丝杆和第二丝杆设于收卷辊的两侧，所述第一丝杆和第二丝杆均绕自身轴线转动连接于安装架，所述第一丝杆的转动轴线和第二丝杆的转动轴线均平行于收卷辊的转动轴线，所述第一丝杆、第二丝杆和收卷辊均通过传动件连接，所述第一滑动块滑动连接于第一丝杆，所述第二滑动块滑动连接于第二丝杆，所述第一滑动块设有第一导向孔，所述第二滑动块设有第二导向孔，所述第一导向孔和第二导向孔均用于供输送管通过。

23、通过采用上述技术方案，收卷辊转动的同时边收卷边放卷，输送管被收纳至移动架上，第一滑动块和第二滑动块移动的同时带动输送管移动使得输送管在对应的位置上收卷，便于收卷整齐，便于判断收卷长度，无需人工安装移动输送管，便于安装混凝土喷射装置。

24、优选的，所述移动架包括支撑座、驱动轴和车轮，所述驱动轴绕自身轴线转动连接于支撑座，所述驱动轴的转动轴线平行于收卷辊的转动轴线，所述车轮连接于驱动轴的两端，所述收卷辊的两端同轴固定连接有转动柱，所述转动柱绕自身轴线转动连接于安装架，所述驱动轴通过同步件连接于转动柱。

25、通过采用上述技术方案，车轮转动使得支撑座移动，驱动轴转动的同时通过同步件带动转动柱转动，继而使得收卷辊收放卷，收卷辊的转动方向跟随车轮的移动方向，便于同步控制收放卷。

26、优选的，所述同步件包括第一同步轮、第二同步轮和同步带，所述第一同步轮同轴固定连接于驱动轴的外壁，所述转动柱的外壁固定连接有凸条，所述凸条的长度方向平行于转动柱的轴向，所述第二同步轮套设于转动柱的外周，所述第二同步轮的内壁设有凹槽，所述凸条滑动嵌于凹槽内，所述同步带套设于第一同步轮和第二同步轮的外周。

27、通过采用上述技术方案，驱动轴转动带动第一同步轮转动，第二同步轮在转动柱的上滑动用于控制收卷辊转动，结构简单，操作简便。

28、优选的，还包括保护组件，所述保护组件包括固定块、滑动架和推块，所述滑动架滑动连接于固定块，所述滑动架的滑动方向竖直，所述输送管设于滑动架的下方，所述输送管绷直用于抬升滑动架，所述推块固定连接于滑动架朝向第二同步轮的一端，所述推块用于推动第二同步轮远离凸条。

29、通过采用上述技术方案，由于移动架移动位置偏移可能会导致输送管绷紧，输送管在绷紧的状态下持续收紧会影响输送管的使用寿命和输送辊与搅拌站连接处的密封性，输送管绷直的状态下抬升滑动架，使得第二同步轮远离凸条，驱动轴转动无法带动收卷辊转动，保护输送管，延长输送管的使用寿命。

30、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

31、1.在施工现场只需对喷射混凝土前后的地面进行扫描，即可通过数据处理建立模型，计算出回弹量，减少人力资源浪费，提高工作效率，无需使用彩条布转移混凝土称重，提高测量精度；

32、2.移动架移动带动混凝土泵对隧道内壁喷射混凝土，由于输送管的长度较长且拖地，移动架移动的过程中若不及时收卷输送管会导致输送管上粘附回弹混凝土，影响混凝土回弹量的测量精度，设置收卷辊收卷输送管，使得输送管跟随移动架移动同步收卷，提高测量精度；

33、3.由于移动架移动位置偏移可能会导致输送管绷紧，输送管在绷紧的状态下持续收紧会影响输送管的使用寿命和输送辊与搅拌站连接处的密封性，输送管绷直的状态下抬升滑动架，使得第二同步轮远离凸条，驱动轴转动无法带动收卷辊转动，保护输送管，延长输送管的使用寿命。