用于盾构地铁隧道管片的打孔方法、装置以及存储介质与流程

1.本公开涉及隧道施工检测技术领域，尤其涉及一种用于盾构地铁隧道管片的打孔方法、装置以及存储介质。


背景技术：

2.目前国内各主要城市均有地铁线路建成运营,其地铁区间隧道多以单圆盾构隧道为主。相关调查资料研究发现，在运营期间，因地铁结构或周边环境原因，其隧道结构通常有变形等病害发生，一般包含隧道竖向位移变形、横向位移变形、椭变(收敛变形)、裂缝、渗漏等，严重时则影响运营安全。在我国基本上运营期在10年左右的隧道都需进入到整治修复阶段。
3.盾构地铁隧道管片破损修复加固主要采用钢板环加固法，在钢板环加固的过程中需要对盾构地铁隧道管片进行打孔，以将钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上，实现对管片破损修复加固。然而，而现有工艺主要通过人工配合调运设备进行钢板环抓取以及打孔作业，这种方式不仅作业效率低，而且确定的打孔位置精准度不高，影响对管片破损修复加固的效果。


技术实现要素：

4.本技术提出了一种用于盾构地铁隧道管片的打孔方法、装置以及存储介质，旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.本技术第一方面实施例提出了一种用于盾构地铁隧道管片的打孔方法，包括：确定多个钢板环位置；根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，以及参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的；确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置；以及基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以将与多个打孔位置分别对应的多个钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上。
6.本技术第二方面实施例提出了一种用于盾构地铁隧道管片的打孔的装置，包括：第一确定模块，用于确定多个钢板环位置；拼装模块，用于根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，以及参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的；第二确定模块，用于确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置；以及打孔模块，用于基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以将与多个打孔位置分别对应的多个钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上。
7.本技术第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本技术实施例的用于盾构地铁隧道管片的打孔方法。
8.本技术第四方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本技术实施例公开的用于盾构地铁隧道管片的打孔方法。
9.本实施例中，通过确定多个钢板环位置，并根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，以及参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的，并确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置，以及基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以将与多个打孔位置分别对应的多个钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上，达到了对打孔位置进行精确定位的技术效果，增强对管片破损修复加固的效果。进而解决了相关技术中存在的打孔位置的定位精准度不高，影响对管片破损修复加固的效果的技术问题。
10.本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
11.本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
12.图1是根据本公开一实施例提供的用于盾构地铁隧道管片的打孔方法的流程示意图；
13.图2是本公开提供的盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备的结构图；
14.图3是根据本公开另一实施例提供的用于盾构地铁隧道管片的打孔方法的流程示意图；
15.图4是本公开提供的打孔机器人的结构图；
16.图5是根据本公开另一实施例提供的用于盾构地铁隧道管片的打孔装置的示意图；
17.图6是根据本公开另一实施例提供的用于盾构地铁隧道管片的打孔装置的示意图；以及
18.图7示出了适于用来实现本技术实施方式的示例性计算机设备的框图。
具体实施方式
19.下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
20.针对背景技术中提到的相关技术中存在的打孔位置的定位精准度不高，影响对管片破损修复加固的效果的技术问题，本实施例技术方案提供了一种用于盾构地铁隧道管片的打孔方法，下面结合具体的实施例对该方法进行说明。
21.其中，需要说明的是，本实施例的用于盾构地铁隧道管片的打孔方法的执行主体可以为用于盾构地铁隧道管片的打孔装置，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装
置可以配置在电子设备中，电子设备可以包括但不限于终端、服务器端等。
22.图1是根据本公开一实施例提供的用于盾构地铁隧道管片的打孔方法的流程示意图。参考图1所示，该方法包括：
23.s101：确定多个钢板环位置。
24.其中，钢板环用于对盾构地铁隧道管片的破损位置进行加固，而钢板环位置用于存放多个钢板环。
25.为了实现用于盾构地铁隧道管片的打孔方法，本公开实施例还可以提供一种盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备，图2是本公开提供的盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备的结构图，如图2所示，该盾构地铁隧道管片修复加固机械臂设备，包括平板车1、拼装机械臂2、钢板存放架3、曲臂式人工作业台4和固定式人工作业台5，所述拼装机械臂2、钢板存放架3、曲臂式人工作业台4和固定式人工作业台5设置于所述平板车1上，其中拼装机械臂2设置于所述平板车1的中部，钢板存放架3设置于拼装机械臂2的一侧。
26.其中，钢板存放架3可以存放多个钢板环，即：钢板存放架3可以被称为钢板环位置，本公开实施例首先可以确定多个钢板环位置。
27.此外，钢板环位置还可以是其它任意可能的位置，例如：钢板环位置位于盾构地铁隧道内，此处不作限制。
28.s102：根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，以及参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的。
29.其中，加固策略例如可以指示对盾构地铁隧道管片的破损位置、裂缝位置等损坏位置进行加护固定，防止发生危险。
30.而多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的，因此，钢板环安装位置可以表示盾构地铁隧道管片上的破损位置、裂缝位置等损坏位置。
31.上述确定多个钢板环位置后，本公开实施例可以根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，例如：可以通过控制拼装机械臂2从钢板存放架3中抓取对应的多个钢板环。
32.进一步地，参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，例如可以控制拼装机械臂2，经过旋转、俯仰、倾斜等姿态调整后将钢板环拼装到地铁隧道管片的钢板环安装位置，即：拼装到盾构地铁隧道管片的破损位置、裂缝位置等损坏位置，完成钢板环安装作业。
33.可选地，一些实施例中，在确定多个钢板环位置之前，本公开还可以采用工业视觉系统扫描盾构地铁隧道管片的视觉图像数据，即：扫描盾构地铁隧道管片得到视觉图像数据(例如图片或者视频)。进一步地，对视觉图像数据进行解析，得到盾构地铁隧道管片的破损信息，破损信息被用于确定多个钢板环安装位置。
34.此外，本公开实施例还可以采用激光扫描仪扫描盾构地铁隧道管片的形态激光数据，并对形态激光数据进行解析，得到盾构地铁隧道管片的破损信息。
35.其中，激光扫描仪可以是支持扫描功能的任意型号的激光扫描仪，工业视觉系统可以是支持图像采集功能的任意可能的系统，此处不作限制。
36.通过工业视觉系统采集视觉图像数据并解析得到破损信息，可以准确的定位到盾构地铁隧道管片的破损位置，进而有利于精准打孔。此外，通过工业视觉系统还可以减少人
工的介入，因此还可以降低人力成本。
37.可以理解的是，上述实例只是以视觉图像数据确定破损信息进行示例性说明，在实际应用中，还可以根据其它任意可能的方式，或者采用任意可能的设备确定破损信息，此处不作限制。
38.可选地，一些实施例中，得到破埙信息后，还可以对破损信息进行解析，得到对应的多个破损位置和多个裂缝位置，即：根据破埙信息确定盾构地铁隧道管片的多个破损位置和多个裂缝位置。进一步地，根据预处理策略结合多个破损位置和多个裂缝位置，确定出多个钢板环安装位置。
39.其中，预处理策略可以是针对不同的破损位置和裂缝位置采取不同的处理策略，进而确定出多个钢板环安装位置，例如：针对轻微损坏的破损位置，不需要进行固定，则不需要确定该轻微损坏的破损位置作为钢板环安装位置；又例如：轻微损坏的破损位置为盾构地铁隧道管片的易损位置或者关键位置，则确定该轻微损坏的破损位置作为钢板环安装位置。此外，预处理策略还可以是其它任意可能的策略，并且可以根据实际应用场景而确定，此处不作限制。
40.从而，本公开实施例可以根据预处理策略结合多个破损位置和多个裂缝位置确定钢板环安装位置，因此可以针对不同的使用场景灵活的确定钢板环安装位置。
41.s103：确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置。
42.进一步地，本公开实施例确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置，例如：根据多个钢板环安装位置确定多个打孔位置，或者还可以根据盾构地铁隧道管片的结构确定多个打孔位置，此处不作限制。
43.s104：基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以将与多个打孔位置分别对应的多个钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上。
44.上述确定多个打孔位置后，进一步地，本公开实施例基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，例如：可以采用自动化设备进行打孔，或者还可以由人工进行打孔，以将与多个打孔位置分别对应的多个钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上。
45.本实施例中，通过确定多个钢板环位置，并根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，以及参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的，并确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置，以及基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以将与多个打孔位置分别对应的多个钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上，达到了对打孔位置进行精确定位的技术效果，增强对管片破损修复加固的效果。进而解决了相关技术中存在的打孔位置的定位精准度不高，影响对管片破损修复加固的效果的技术问题。
46.图3是根据本公开另一实施例提供的用于盾构地铁隧道管片的打孔方法的流程示意图。参考图3所示，该方法包括：
47.s301：确定多个钢板环位置。
48.s302：根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，以及参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的。
49.s301～s302的具体说明可以参见上述实施例，此处不在赘述。
50.s303：获取配筋图和探测钢筋位置。
51.在确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置时，还可以获取配筋图和探测钢筋位置。
52.其中，配筋图记录盾构地铁隧道的钢筋结构，探测钢筋位置用于描述盾构地铁隧道钢筋的实际位置，例如：可以采用钢筋探测仪对钢筋位置进行探测，得到探测钢筋位置。
53.s304：根据配筋图和探测钢筋位置确定出多个目标钢筋位置。
54.其中，位于钢板环安装位置周围的钢筋位置可以被称为目标钢筋位置，本实施例可以结合配筋图和钢筋探测仪探测的钢筋位置确定该目标钢筋位置。
55.s305：结合多个目标钢筋位置，确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置，以使打孔位置能够避开多个目标钢筋位置。
56.进一步地，结合多个目标钢筋位置，确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置，以使打孔位置能够避开多个目标钢筋位置。也即是说，本公开实施例在确定多个打孔位置的过程中可以避开盾构地铁隧道的钢筋位置，从而可以保证后续的打孔操作顺利进行。
57.可选地，一些实施例中，在确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置之后，还可以对多个打孔位置分别进行图形标记，以便于后续根据图形标记进行打孔。
58.s306：采用打孔机器人，基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔。
59.一些实施例中，在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔的过程中，可以采用打孔机器人，基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，采用打孔机器人进行打孔可以提高打孔作业的效率，并节省人力成本。
60.可选地，一些实施例中，图4是本公开提供的打孔机器人的结构图，如图4所示，打孔机器人4的一端设置有打孔模块22、安装模块23、拧紧模块24，打孔机器人4的底部滑动连接有打孔机器人滑台3，打孔机器人滑台3的底部还设置有打孔机器人升降平台15。
61.其中，在将多个钢板环安装至盾构地铁隧道管片后，打孔机器人4可以结合扫描检测系统扫描定位与多个钢板环分别对应的多个打孔位置。其中，扫描检测系统例如可以支持图像识别功能，通过扫描可以确定多个打孔位置。
62.在确定打孔位置后，打孔机器人4控制打孔模块22基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以得到多个孔。进一步地，打孔机器人4还可以控制安装模块23在多个孔分别安装对应的多个锚栓，并进一步地控制拧紧模块24对多个锚栓进行拧紧处理，以将多个钢板环分别固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上。从而，打孔机器人不仅可以进行打孔作业，还可以通过安装模块、拧紧模块等将多个钢板环分别固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上，采用锚栓可以对钢板环进行紧固，避免钢板环脱落，从而提升固定效果。
63.此外，本公开实施例还可以采用焊机机器人对多个钢板环与盾构地铁隧道管片之间进行焊接，进一步的避免钢板环脱落。
64.本实施例中，通过确定多个钢板环位置，并根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，以及参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的，并确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置，以及基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以将与
多个打孔位置分别对应的多个钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上，达到了对打孔位置进行精确定位的技术效果，增强对管片破损修复加固的效果。进而解决了相关技术中存在的打孔位置的定位精准度不高，影响对管片破损修复加固的效果的技术问题。此外，在打孔的过程中还可以避开钢筋位置，从而可以保证后续的打孔操作顺利进行。并且采用打孔机器人进行打孔还可以提高打孔效率，节省人力成本，并且采用打孔机器人还可以使对钢板环进行紧固，避免钢板环脱落，从而提升固定效果。
65.图5是根据本公开另一实施例提供的用于盾构地铁隧道管片的打孔装置的示意图。如图5所示，该用于盾构地铁隧道管片的打孔的装置50，包括：
66.第一确定模块501，用于确定多个钢板环位置；
67.拼装模块502，用于根据多个钢板环位置抓取对应的多个钢板环，以及参考多个钢板环安装位置将多个钢板环拼装至盾构地铁隧道管片，多个钢板环安装位置是根据盾构地铁隧道管片的加固策略计算得到的；
68.第二确定模块503，用于确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置；以及
69.打孔模块504，用于基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以将与多个打孔位置分别对应的多个钢板环固定在盾构地铁隧道管片的内壁表面上。
70.可选地，一些实施例中，图6是根据本公开另一实施例提供的用于盾构地铁隧道管片的打孔装置的示意图，如图6所示，装置50还包括：
71.扫描模块505，用于采用工业视觉系统扫描盾构地铁隧道管片的视觉图像数据；
72.第一解析模块506，用于解析视觉图像数据，以得到盾构地铁隧道管片的破损信息，破损信息被用于确定多个钢板环安装位置。
73.可选地，一些实施例中，如图6所示，装置50还包括：
74.第二解析模块507，用于解析破损信息，以得到对应的多个破损位置和多个裂缝位置；
75.第三确定模块508，用于根据预处理策略结合多个破损位置和多个裂缝位置，确定出多个钢板环安装位置。
76.可选地，一些实施例中，如图6所示，第二确定模块503，包括：
77.获取子模块5031，用于获取配筋图和探测钢筋位置；
78.第一确定子模块5032，用于根据配筋图和探测钢筋位置确定出多个目标钢筋位置；
79.第二确定子模块5033，用于结合多个目标钢筋位置，确定与多个钢板环分别对应的多个打孔位置，以使打孔位置能够避开多个目标钢筋位置。
80.可选地，一些实施例中，打孔模块504，具体用于：采用打孔机器人，基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔。
81.可选地，一些实施例中，打孔机器人的一端设置有打孔模块、安装模块、拧紧模块，打孔机器人的底部滑动连接有打孔机器人滑台，打孔机器人滑台的底部设置有打孔机器人升降平台，其中，在将多个钢板环安装至盾构地铁隧道管片后，打孔机器人结合扫描检测系统扫描定位与多个钢板环分别对应的多个打孔位置；打孔机器人，控制打孔模块基于多个打孔位置在盾构地铁隧道管片的内壁对应打孔，以得到多个孔；打孔机器人，控制安装模块在多个孔分别安装对应的多个锚栓；打孔机器人，控制拧紧模块对多个锚栓进行拧紧处理，
memory；以下简称：dvd
‑
rom)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本技术各实施例的功能。
93.具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本技术所描述的实施例中的功能和/或方法。
94.计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(local area network；以下简称：lan)，广域网(wide area network；以下简称：wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
95.处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现前述实施例中提及的用于盾构地铁隧道管片的打孔方法。
96.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
97.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。
98.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
99.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
100.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场
可编程门阵列(fpga)等。
101.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
102.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
103.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
104.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
105.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。