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地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置，包括手持式病害调查仪和设在手持式病害调查仪内的特征值测量�？椋鎏卣髦挡饬磕？榘�：标准数据存储单元，用于生成并存储地铁隧道结构数据和病害数据的数据标准；数字化底图生成单元，用于根据数据标准生成对应地铁隧道结构的数字化底图；坐标接收单元，用于接收渗漏水病害外边界坐标值；面积特征值计算单元，用于根据外边界坐标值和数字化底图计算渗漏水病害的面积特征值；特征值输出单元，用于输出计算得的面积特征值。与现有技术相比，本发明具有简单方便、可靠性高等优点。
【专利说明】地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置及方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及地铁隧道结构监测病害领域，尤其是涉及一种地铁隧道结构渗漏水病 害面积特征值测量装置及方法。

【背景技术】
[0002] 地铁隧道是城市轨道交通的载体，在城市现代化建设过程中起到无可替代的作 用。地铁隧道投资大，动辄上百亿元的投资；运营影响范围大，某一段隧道的停运都可能给 上数十万人出行造成影响。地铁隧道的主体是人工地下结构，处于天然介质环境中，在运营 中会出现渗漏水、衬砌裂损、衬砌腐蚀等病害。这些病害和危害对隧道的安全、舒适、正常运 营有重要影响和威胁。
[0003] 根据目前现有国家规范《地铁设计规范》(GB50157-2003)对于防水病害相关要求， 轨道交通区间隧道防水等级应定义为二级防水。上海地区曾对工程通风与否，风量大小、 季节、湿度、温度等环境条件对湿迹的状态影响甚大，但经过大量观测数据的分析，在通风 不好、工程内部湿度较大的情况下，也得到了一些有价值的数据：每5?6滴水约为lmL，每 分钟2?3滴的渗水量约与0. 06m2湿迹相当。因此，铁道、隧道等部门在判断一个工程是 否达到二级标准时，具体的指标如下：测量任意100m2防水面积上的湿迹总量面积、单个湿 迹的最大面积、湿迹个数。通过对上述指标进行判断的方法已得到了工程界的认可。所以 修订时规定了工程结构内壁任意100m2防水面积上湿迹总面积值、单个湿迹最大面积值及 湿迹个数作为判断工程是否达到二级标准的量化指标；根据《地下防水工程质量验收规范》 (GB50208-2011)对于工程渗漏水检测相关规定，渗漏水量检测主要特征值包括：单个湿渍 的最大面积（单位：m2)、总湿渍面积（单位：m2)、每100m2的渗水量（单位d));整 个工程平均渗水量（单位：0V(m2.d))、单个漏水点的最大漏水量（单位：L/d);整个工程 平均漏水量（单位：L/d)。
[0004] 从上述国家规范中可以看出对于地铁隧道结构渗漏水病害严重程度的判定主要 依靠渗漏水面积及渗漏水水量测量这两个特征量值。根据《地下防水工程质量验收规范》 (GB50208-2011)目前对于渗漏水水量的测量方法主要是：隧道上半部的明显滴漏和连续 渗流，可直接用有刻度的容器收集量测，或用带有密封缘口的规定尺寸方框，安装在规定量 测的隧道内表面，将渗漏水导入量测容器内，然后计算24h的渗漏水量；若检测器具或登高 有困难时，允许通过目测计取每分钟或数分钟内的滴落数目，计算出该点的渗漏量。通常， 当滴落速度3滴/min?4滴/min时，24h的渗水量就是1L。当滴落速度大于300滴/min， 则形成连续线流。但当轨道交通结构完成建设投入运营以后，由于轨道交通运营的特殊性， 实现上述方法对于隧道渗漏水水量进行测量从而来判断结构防水要求是否达标实属困难， 根据《地铁设计规范》（GB50157-2003)中所提及：每5?6滴水约为lmL，每分钟2?3滴 的渗水量约与〇. 〇6m2湿迹相当的量值指标定义，通过判断和测量渗漏水病害的面积是确 定渗漏水水量目前最为有效、直接和可行的手段。目前传统的隧道病害调查方式依托于人 工的检查方式，在隧道病害渗漏水面积判断上主要依靠于目测及经验判断，对于测量精度 来说存在非常大的误差。因此如何有效的在地铁隧道病害调查过程中实现对于渗漏水病害 的面积特征值测量成为了领域中的空白。


【发明内容】

[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简单方便、可靠 性高的地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置及方法。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] -种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置，包括手持式病害调查仪和设 在手持式病害调查仪内的特征值测量�？椋鎏卣髦挡饬磕？榘�：
[0008] 标准数据存储单元，用于生成并存储地铁隧道结构数据和病害数据的数据标准；
[0009] 数字化底图生成单元，用于根据数据标准生成对应地铁隧道结构的数字化底图；
[0010] 坐标接收单元，用于接收渗漏水病害外边界坐标值；
[0011] 面积特征值计算单元，用于根据外边界坐标值和数字化底图计算渗漏水病害的面 积特征值；
[0012] 特征值输出单元，用于输出计算得的面积特征值。
[0013] 所述面积特征值计算单元包括：
[0014] 向量获取子单元，用于根据输入的外边界坐标值获得多个向量；
[0015] 多边形面积获取子单元，用于根据获取的多个向量采用向量叉乘获取多边形面 积，即渗漏水病害的面积特征值。
[0016] 还包括：
[0017] 病害判断单元，用于根据地铁隧道结构数据、病害数据及渗漏水病害的面积特征 值获取病害判定结果。
[0018] 所述手持式病害调查仪与远程计算机连接。
[0019] 一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量方法，运行于手持式病害调查仪 内，包括：
[0020] 1)生成并存储地铁隧道结构数据和病害数据的数据标准；
[0021] 2)根据数据标准生成对应地铁隧道结构的数字化底图；
[0022] 3)接收渗漏水病害外边界坐标值；
[0023] 4)根据外边界坐标值和数字化底图计算渗漏水病害的面积特征值；
[0024] 5)输出计算得的面积特征值。
[0025] 所述步骤4)具体为：
[0026] 401)根据输入的外边界坐标值获得多个向量；
[0027] 402)根据获取的多个向量采用向量叉乘获取多边形面积，即渗漏水病害的面积特 征值。
[0028] 还包括：
[0029] 根据存储的地铁隧道结构数据、病害数据及计算的渗漏水病害的面积特征值获取 病害判定结果。
[0030] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0031] 1、摆脱量杯、筑坝等传统工具及方式对于隧道渗漏水病害渗水水量计算，通过向 量叉乘计算出的面积反推最终获得隧道渗漏水病害渗水水量并依此根据国家规范给予隧 道病害现状定性及定量的判断，方法简单方便；
[0032] 2、适用范围广，借助本发明可以通用并适用于所有标准化或已知尺寸结构形式的 地铁及铁路隧道对于结构渗漏水病害定性及定量的判断；
[0033] 3、实现成本低、可靠性高，通过普通计算机、Android平台手持式终端设备即可实 现，由于采用较为成熟的器件与数据计算公式，其可靠性较高；
[0034] 4、同步能力强，由于采用C/S(客户设备终端/服务器）架构模式，可以方便的增 加通道的数量，数据交互均在短时间内完成，因此不存在很大的延时，提高了公式计算性 能。

【专利附图】

【附图说明】
[0035] 图1为本发明的流程示意图。

【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案 为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。
[0037] 实施例1
[0038] 本实施例提供一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置，包括手持式病 害调查仪和设在手持式病害调查仪内的特征值测量�？椋卣髦挡饬磕？榘ㄗ杲邮盏� 元、标准数据存储单元、数字化底图生成单元、面积特征值计算单元和特征值输出单元，其 中，标准数据存储单元用于生成并存储地铁隧道结构数据和病害数据的数据标准；数字化 底图生成单元用于根据数据标准生成对应地铁隧道结构的数字化底图；坐标接收单元用于 接收渗漏水病害外边界坐标值；面积特征值计算单元用于根据外边界坐标值和数字化底图 计算渗漏水病害的面积特征值；特征值输出单元用于输出计算得的面积特征值。手持式病 害调查仪可以与远程计算机连接，采用C/S模式。
[0039] 面积特征值计算单元还包括用于根据输入的外边界坐标值获得多个向量的向量 获取子单元和用于根据获取的多个向量采用向量叉乘获取多边形面积的多边形面积获取 子单元。
[0040] 如图1所示，本实施例还提供一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量方 法，运行于手持式病害调查仪内，包括：
[0041] 步骤S1，生成并存储地铁隧道结构数据和病害数据的数据标准。地铁隧道结构数 据包括地铁结构信息、线型信息等。
[0042] 步骤S2,根据数据标准生成对应地铁隧道结构的数字化底图。
[0043] 步骤S3,接收渗漏水病害外边界坐标值。
[0044] 步骤S4,根据外边界坐标值和数字化底图计算渗漏水病害的面积特征值，具体 为：
[0045] 401)根据输入的外边界坐标值获得多个向量；
[0046] 402)根据获取的多个向量采用向量叉乘获取多边形面积，即渗漏水病害的面积特 征值。
[0047] 步骤S5,输出计算得的面积特征值。
[0048] 上述步骤4可基于Java语言实现，本实施例中，编译的程序案例如下：

【权利要求】
1. 一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置，其特征在于，包括手持式病害 调查仪和设在手持式病害调查仪内的特征值测量�？椋鎏卣髦挡饬磕？榘�： 标准数据存储单元，用于生成并存储地铁隧道结构数据和病害数据的数据标准； 数字化底图生成单元，用于根据数据标准生成对应地铁隧道结构的数字化底图； 坐标接收单元，用于接收渗漏水病害外边界坐标值； 面积特征值计算单元，用于根据外边界坐标值和数字化底图计算渗漏水病害的面积特 征值； 特征值输出单元，用于输出计算得的面积特征值。
2. 根据权利要求1所述的一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置，其特征 在于，所述面积特征值计算单元包括： 向量获取子单元，用于根据输入的外边界坐标值获得多个向量； 多边形面积获取子单元，用于根据获取的多个向量采用向量叉乘获取多边形面积，即 渗漏水病害的面积特征值。
3. 根据权利要求1所述的一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置，其特征 在于，还包括： 病害判断单元，用于根据地铁隧道结构数据、病害数据及渗漏水病害的面积特征值获 取病害判定结果。
4. 根据权利要求1所述的一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量装置，其特征 在于，所述手持式病害调查仪与远程计算机连接。
5. -种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量方法，运行于手持式病害调查仪内， 其特征在于，包括： 1) 生成并存储地铁隧道结构数据和病害数据的数据标准； 2) 根据数据标准生成对应地铁隧道结构的数字化底图； 3) 接收渗漏水病害外边界坐标值； 4) 根据外边界坐标值计算渗漏水病害的面积特征值； 5) 输出计算得的面积特征值。
6. 根据权利要求5所述的一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量方法，其特征 在于，所述步骤4)具体为： 401) 根据输入的外边界坐标值获得多个向量； 402) 根据获取的多个向量采用向量叉乘获取多边形面积，即渗漏水病害的面积特征 值。
7. 根据权利要求5所述的一种地铁隧道结构渗漏水病害面积特征值测量方法，其特征 在于，还包括： 根据存储的地铁隧道结构数据、病害数据及计算的渗漏水病害的面积特征值获取病害 判定结果。
【文档编号】G01B21/28GK104457675SQ201410811002
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】袁敏正, 方恩权, 刘学增, 杨玲芝, 何喆卿, 邢良平, 黄光楚, 周振宇, 唐世亮, 王旭, 邹团 申请人:广州市地下铁道总公司, 上海同岩土木工程科技有限公司