回转钻机钻穿污水管线的施工方法

权利要求书： 1.一种回转钻机钻穿污水管线的施工方法，其特征在于，所述方法包括：

下压管体（3）至污水管线位置以封堵污水管线；

基于污水管线（2）的信息建立可视化第一虚拟模型；

基于管体（3）的姿态信息建立可视化第二虚拟模型；

将所述第一虚拟模型和第二虚拟模型合并为可视化施工模型，并且基于所述可视化施工模型调整所述管体（3）的运动轨迹；

基于所述污水管线（2）的信息获得定点元素和面元素的几何值，通过预设条件来生成所述第一虚拟模型的模型元素，由所述模型元素来生成所述第一虚拟模型，基于所述管体（3）的姿态信息获得定点元素和面元素的几何值，通过预设条件来生成所述第二虚拟模型的模型元素，由所述模型元素来生成所述第二虚拟模型；

终端服务器（108）通过实时接收到的污水管线（2）信息和接收到的管体（3）姿态信息构建可视化模型；

基于第一虚拟模型和第二虚拟模型都是由不同的模型元素生成的这一原理，将第一虚拟模型和第二虚拟模型合并为可视化施工模型需要确定虚拟模型的空间元素，所述空间元素用以确定来自所述可视化施工模型的观察者视角到所述可视化模型的空间经纬差，从而将两个虚拟模型结合；

在基于管体（3）的姿态信息建立可视化第二虚拟模型时以及在基于污水管线（2）的信息建立可视化第一虚拟模型时，终端服务器（108）采用相同坐标系并以管体（3）的竖直姿态所在的方向为第二方向（Y），以污水管线（2）的走向所在的方向为第一方向（X），并结合水平仪的数据确定管体（3）走向相比第二方向（Y）的偏差以及污水管线（2）的走向相比第一方向（X）的偏差。

2.如权利要求1所述的回转钻机钻穿污水管线的施工方法，其特征在于，其中所述污水管线（2）信息包括污水管线的分布位置、内管径、污水流动路径和掩埋深度。

3.如权利要求2所述的回转钻机钻穿污水管线的施工方法，其特征在于，其中所述姿态信息包括管体（3）的当前钻进深度、水平倾斜角度、外管径尺寸和偏离轴线距离。

4.一种用于执行根据权利要求1至3之一所述的回转钻机钻穿污水管线的施工方法的回转钻机钻穿污水管线的施工系统，其特征在于，至少包括钻机（1）和终端服务器（108）所述终端服务器（108）用于构建可视化模型和控制钻机（1），所述终端服务器（108）基于所要施工区域内污水管线（2）的信息建立可视化第一虚拟模型；

所述终端服务器（108）基于用采集到的管体（3）的姿态信息建立可视化第二虚拟模型；

以及利用所述终端服务器（108）确定施工计划，所述终端服务器（108）通过实时接收到的污水管线（2）信息和接收到的管体（3）姿态信息构建可视化模型，并且基于所述施工计划，为管体（3）按所述计划限定轨迹运动通过控制钻机（1）而进行调整。

5.如权利要求4所述的回转钻机钻穿污水管线的施工系统，其特征在于，所述污水管线（2）信息由施工前对施工区域内的污水管线（2）进行勘察、定位、查询和计算得到，所述管体（3）的姿态信息由加装在钻机（1）上的校准装置（105）实时监测得出。

6.如权利要求5所述的回转钻机钻穿污水管线的施工系统，其特征在于，所述校准装置（105）包括基座（106）和传感器（107），所述基座（106）设置在钻机（1）上，用以将所述传感器（107）固定在钻机（1）上，所述传感器（107）用以监测所述管体（3）的姿态数据。

7.如权利要求6所述的回转钻机钻穿污水管线的施工系统，其特征在于，所述终端服务器（108）集成有显示模块和储存模块，所述显示模块将所述终端服务器（108）构建的实时虚拟模型以可视化的方式显现，所述储存模块将所述终端服务器（108）构建出的过去虚拟模型以可回溯的方式显示在显示模块上。

8.如权利要求7所述的回转钻机钻穿污水管线的施工系统，其特征在于，所述终端服务器（108）中集成辅助设备控制系统，所述辅助设备控制系统具有用于控制所述钻机（1）所有辅助功能的自主控制能力，所述辅助功能中包括有冲抓装置（102）和重锤（103）。

说明书： 一种回转钻机钻穿污水管线的施工方法技术领域[0001] 本发明涉及污水管线基础施工技术领域，尤其涉及一种回转钻机钻穿污水管线的施工方法。背景技术[0002] 随着城市化的进展，城市建设规模的不断扩大，城市建设到处展开导致城市地下管线错综复杂，污水系统的负荷越来越严重。大规模的建设必然会危及本身形成的污水管道系统和相关设施被占压，建设工地的施工过程中，污水输送管道爆漏事故频频发生，如何防止和快速处理污水输送管道系统爆漏问题，已严重影响到城市建设和地区居民的正常生活。地下污水管线出现泄漏以后，污水一部分留在了土壤里，还有一部分就随着水流进入地下水，造成了地下水的污染。污水泄漏会改变地下水微生物的含量。地下水本来是纯净无害的。但是随着污水管道的渗漏，地下水被污染，产生了细菌、病毒和寄生虫等有害微生物。随着地下水被引入人们的生活管道，这些有害微生物也进入了人们的生活用水当中，为人们的生命和健康造成危害。地下水也对污染物质有一定的净化能力，但是这种能力相对较弱当净化速度跟不上污染速度的时候，就造成了水资源的污染。而作为淡水资源重要组成部分的地下水，其污染难以发现，治理难度大、时间长。建设方法的好坏，将直接关系到城市建设的社会效益、经济效益。为了能更好地保证污水管道系统工程质量，必须对施工时的技术方案做出分析采取多方面的措施，保证污水输送管道系统使用的安全性和稳定性。[0003] 近些年，灌注桩因为其施工方便、成本低廉等优点，被广泛运用到基坑支护及桩基施工领域中。灌注桩施工主要包括成孔、泥浆护壁、吊放钢筋笼、浇筑混凝土等过程。成孔孔壁的稳定性直接影响灌注桩体的质量。通常采用回转钻机或冲击钻机进行成孔施工。在成孔过程中，当遇到污水管线时，由于要切割污水管线，常规的钻孔实施方案以不适合进行，施工进度极为缓慢，会因污水管线的裸露而导致地质坍塌问题。[0004] 中国专利CN111155513A公开了一种钻机和液压振动锤协同凿井方法，其包括如下步骤：步骤一、桩位放样；步骤二、插打孔口护筒；步骤三、安装护筒底管和钢护筒；步骤四、安装钻机；步骤五、安装液压振动锤；步骤六、试机；步骤七、安装输浆管、护筒底管继续钻进；步骤八、浇灌混凝土：当钻至预设深度后，清孔、验收，然后向孔内下放钢筋笼，接着浇灌混凝土并将钢护筒拔出孔内，成桩。此凿井方法可以钻进非常复杂的地层，而且钻进速度可以提高4倍以上，在钻孔时因为有钢护筒的超前支护，不会出现孔壁或孔口塌方的情况，使混凝土的浇灌量可以降到最低，即充盈系数最小，节约了材料成本。但是在面对城市错综复杂的地下管线时，仍无法解决其切割污水管线导致污水泄露的问题。[0005] 中国专利CN106761792B公开了一种全套管钻机套筒，包括套筒，套筒的上端与回转钻机相连，套筒的下端固连有硬质合金齿刀。还公开了一种盾构机刀盘前方障碍物清除方法，该方法包括：向土压舱中注入膨润土；开设地质钻探孔，用卡钻法确定盾构刀盘前方障碍物的清障施工影响范围及埋深；观测地下水位变化；确定全套管钻机的套筒位置并向地下掘进；清理套筒内的土体和障碍物；在套筒上切割套筒开口；并清理套筒与盾构刀盘之间的障碍物；在套筒内回填砂土，并在回填过程中逐步将套筒拔起。其有益效果为：快速确定障碍物的位置和埋深，采用全回转全套筒钻机可快速钻进，采用降水井降低周边地下承压水位，避免管涌流砂风险，确保了可在套筒上开口清除障碍物。此方法加快了施工速度，但是还是未解决切割污水管线问题。[0006] 此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。发明内容[0007] 针对现有技术之不足，本发明的技术方案是提供一种回转钻机钻穿污水管线的施工方法，所述方法包括：[0008] 下压管体至污水管线位置以封堵污水管线；[0009] 基于污水管线的信息建立可视化第一虚拟模型；[0010] 基于管体的姿态信息建立可视化第二虚拟模型；[0011] 将所述第一虚拟模型和第二虚拟模型合并为可视化施工模型，并且基于所述可视化施工模型调整所述管体的运动轨迹。建立的可视化施工模型可实时显现当前施工区域的施工情况。[0012] 其中所述污水管线的信息包括污水管线的分布位置、内管径、污水流动路径和掩埋深度。所述姿态信息包括管体的当前钻进深度、水平倾斜角度、外管径尺寸和偏离轴线距离。基于所述污水管线的信息获得定点元素和面元素的几何值，通过预设条件来生成所述第一虚拟模型的模型元素，由所述模型元素来生成所述第一虚拟模型。基于所述管体的姿态信息获得定点元素和面元素的几何值，通过预设条件来生成所述第二虚拟模型的模型元素，由所述模型元素来生成所述第二虚拟模型。其中所述模型元素是由定点元素、面元素和预设条件来定义的。施工人员可通过基于勘察到的污水管线和管体的信息进行元素条件的自行调整来生成更符合客观规律的实体形状并且建立基于污水管线和管体实际状态的虚拟模型。[0013] 根据一种优选的实施方式，根据施工区域土壤所在平面建立空间基准面，通过所述污水管线的分布位置、内管径、污水流动路径和掩埋深度获得定点元素和面元素的几何值并基于所建立的空间基准面选择出与其相交或垂直或平行或异面的相应定位元素和面元素，使用所述空间基准面和所述定位元素、面元素之间的选择后的元素建立外观线条集，空间基准面和所述污水管线的基本距离值作为预设条件，集合以上所述空间基准面、所述外观线条集以及所述预设条件来生成所述模型元素，以及通过模型元素来建立第一虚拟模型。由此建立起来的第一虚拟模型可实现高精度显示。[0014] 根据一种优选的实施方式，根据施工区域土壤所在平面建立空间基准面，通过所述管体的当前钻进深度、水平倾斜角度、外管径尺寸和偏离轴线距离获得定点元素和面元素的几何值并基于所建立的空间基准面选择出与其相交或垂直或平行或异面的相应定位元素和面元素，使用所述空间基准面和所述定位元素、面元素之间的选择后的元素建立外观线条集，空间基准面和所述污水管线的基本距离值作为预设条件，集合以上所述空间基准面、所述外观线条集以及所述预设条件来生成所述模型元素，以及通过模型元素来建立第二虚拟模型。由此建立起来的第二虚拟模型可实现高精度显示。[0015] 根据一种优选的实施方式，基于第一虚拟模型和第二虚拟模型都是由不同的模型元素生成的这一原理，将第一虚拟模型和第二虚拟模型合并为可视化施工模型需要确定虚拟模型的空间元素。在第一虚拟模型和第二虚拟模型的生产过程中，所使用到的所述空间基准面都为施工区域土壤所在平面，可将所述两个虚拟模型根据同一空间基准面重叠加入。所述空间元素是由来自所述可视化施工模型的观察者视角到所述可视化模型的空间经纬差来定义的。基于污水管线信息和管体信息距离可视化施工模型的观察者视角的空间经纬差，结合同一空间基准面从而将两个虚拟模型合并。得到需要的可视化施工模型。[0016] 根据一种优选的实施方法，能够根据实时发送的施工区域信息，针对管体沿施工方向发生位移的情况的轨迹来展现其实时状态形成动态可视化施工模型。[0017] 根据一种优选的实施方式，一种回转钻机钻穿污水管线的施工系统，其特征在于，至少包括钻机和终端服务器，所述终端服务器用于构建可视化模型和控制钻机。所述终端服务器基于所要施工区域内污水管线的信息建立可视化第一虚拟模型；所述终端服务器基于用采集到的管体的姿态信息建立可视化第二虚拟模型；以及利用所述终端服务器确定施工计划，所述终端服务器通过实时接收到的污水管线信息和接收到的管体姿态信息构建可视化模型，并且基于所述施工计划，为管体按所述计划限定轨迹运动通过控制钻机而进行调整。[0018] 根据一种优选的实施方式，所述污水管线信息由施工前对施工区域内的污水管线进行勘察、定位、查询和计算得到，所述管体的姿态信息由加装在钻机上的校准装置实时监测得出。[0019] 根据一种优选的实施方式，所述校准装置包括基座和传感器，基座设置在回转钻机上，用以将所述校准装置固定在回转钻机上，所述传感器通过连接线接入终端服务器，用以监测所述管体的姿态数据。传感器通过连接线与终端服务器相连，传感器采集到的数据通过终端服务器的显示器显示其管体的姿态。结合构建出的污水管线虚拟模型，可通过终端服务器调整其垂直度和水平度，以达到最佳封堵效果。终端服务器控制电磁推杆，传感器通过连接线将信息实时的传递到终端服务器的信号采集口，终端服务器根据数据大小输出对应的信号去驱动电磁推杆，由电磁推杆推动液压杆而改变支腿油缸伸缩的状态，达到调整全套管钻机所夹持的管体的姿态。校准装置在管体下降过程中时刻保持监测状态。优选地，终端服务器可根据传感器在不同时刻得到的管体姿态数据给出相应的虚拟模型。终端服务器基于传感器获取的管体在当前时刻至对应时刻或早于当前时刻的任一时刻之间的时间段内的过往数据集合，对不同时间状态和/或空间状态的管体构建过去虚拟模型，将构建出的过去虚拟模型通过显示器显示用以全时刻全方位观测这一时间段内的管体运动情况，从而便于管体移动轨迹的规划。优选地，终端服务器基于传感器在当前时刻的实时数据合集，通过随着当前时刻地不断推移而不断产生可覆盖前一时刻/位置数据的后一时刻/位置实时数据使得终端服务器的实时虚拟模型可根据管体的实时变化而同步变化，从而使得施工人员能够通过显示器以非自由灵活的方式实现对当前管体姿态的实时状态进行确认，并可基于实时位置与预设轨迹之间存在的关系判断是否对管体姿态进行校准及校准程度，以保证管体能够始终处于规划出的路径。[0020] 根据一种优选的实施方式，所述终端服务器集成有显示模块和储存模块，所述显示模块将所述终端服务器构建的实时虚拟模型以可视化的方式显现，所述储存模块将所述终端服务器构建出的虚拟模型在时间轴上储存，需要查看时以可回溯的方式显示在显示模块上。以进行施工过程中故障的回溯。[0021] 根据一种优选的实施方式，所述终端服务器中集成辅助设备控制系统，所述辅助设备控制系统具有用于控制所述钻机所有辅助功能的自主控制能力，所述辅助功能中包括有冲抓装置和重锤，能够控制其下降深度、抓取力度和撞击力度。[0022] 整个回转钻机钻穿污水管线的实体施工步骤为：[0023] (S1)对所要施工区域的污水管线进行勘察、定位和测量，得出污水管线的分布位置、内管径、污水流动路径和掩埋深度；[0024] (S2)选用外径等同于污水管线管径的管体，并在所经污水管线的管口正上方设置钻机；[0025] (S3)利用钻机的下压回转力将管体竖向压向污水管线管口所在位置；[0026] (S4)利用终端服务器实时调控管体的下压轨迹，并进行相应微调；[0027] (S5)利用钻机的下压回转力将管体继续竖向压向污水管线管口所在位置；[0028] (S6)重复步骤S3和步骤S4，直至将污水管线的管口彻底封堵；[0029] (S7)移动钻机至需施工位置压埋全套管，并利用冲抓装置与全套管内取土体和杂物，全套管加节与孔内取土体和杂物交替进行，直至达到灌注桩标高；[0030] (S8)在全套管内吊装下放钢筋笼，固定钢筋笼，在桩孔中进行注浆；[0031] (S9)待注浆完成后，利用钻机在初凝前回转拔出全套管。[0032] 该技术方案的优点在于：此施工方案采用加设外径等同于污水管线管径的管体，管体可基于规范规定施工要求的断面及方法对所要施工区域的污水管线勘察的数据进行一一对应的合理选择，达到最佳的污水管线旁施工的封堵效果。施工人员可通过施工区域原有污水管线的埋放情况迅速判断需要封堵的主管线位置，对区域内污水流动路径进行规划，在不影响该区域内居民正常工作生活的前提下，将污水通过支路排放。实现施工过程的最小影响，同时有效降低了施工成本。不仅如此，常规的封堵污水管线的手段为派遣施工人员在上游进行砌筑砖墙，施工人员的生命安全得不到保障，施工所需封禁范围大，同时砖墙也不好拆除，本技术方案采用管体封堵污水管线的方法，保证了人员安全，提高了施工效率。[0033] 本发明的有益技术效果：[0034] (1)通过将采集到的污水管线信息和管体信息发送到终端服务器中，由终端服务器建立可视化施工模型，位于钻机上的校准装置能够发送管体的实时数据，实现可视化施工模型的实时更新。终端服务器上集成有辅助设备控制系统能够控制管体下压的垂直度和水平度。最终能够让使用管体封堵污水管线这一技术方案，得到实时可视化的调控，进一步提高施工的精准度和最终封堵效果。[0035] (2)钻机可以提供巨大的回转扭矩，将管体压入土体中，通过将管体压入污水管线管口位置，封堵住污水管线，使得地质不会因污水泄漏而坍塌，保证施工的顺利进行。同时，借用钻机下压管体，不用派遣施工人员下井封堵，保障了人员安全，提高了施工效率。[0036] 本发明使用设置管体封堵污水管线的方法，在不大量改动现有设备的前提下，通过加设辅助设备校准装置与施工方案的改进，实现在密布有污水管线的区域的安全高效施工。同时采用本施工方法，无需派遣施工人员封堵，保障了人员安全。附图说明[0037] 图1是本发明的一种回转钻机钻穿污水管线的施工方法的优选实施例的施工示意图；[0038] 图2是本发明的二维图形显示偏移程度并以虚线作为参考标记线的可视化模型显示方式的示意图；[0039] 图3是本发明的回转钻机的优选实施例的使用重锤工具示意图；[0040] 图4是本发明的回转钻机的优选实施例的使用冲抓工具示意图。[0041] 附图标记列表[0042] 1：钻机；2：污水管线；3：管体；101：全套筒；102：冲抓装置；103：重锤；104：刀头；105：校准装置；106：基座；107：传感器；108：终端服务器；201：污水管线管口。

具体实施方式[0043] 下面结合附图进行详细说明。[0044] 首先对回转钻机1的结构和使用进行说明。[0045] 全套管钻机是集全液压动力和传动，机电液联合控制于一体的新型钻机。全套管钻机钻孔注浆成桩施工过程中采用全套管护壁，这样形成的混凝土桩质量好、不会产生大量的泥浆，是现代打孔钻进技术的代表机械。近年来在城市地铁建设、高铁、桥梁打孔施工、蓄水库的加固加牢等大型建筑工作中得到了广泛的应用。全套管钻机主要设备包括用于提供巨大回转扭矩的钻机主机；用于提供主机动力的动力站；用于防止孔坍塌的全套管；用于操作人员操作的操作平台。全套管回转钻机辅助设备也有很多，如用于取土、清孔的旋挖钻机或冲抓；用于拔管的顶管机；用于吊运主机、动力站，吊放钢筋笼、全套管等的履带吊；用于平整场地、清运渣土等挖掘机；用于击碎成孔内部无法冲抓的硬物的重锤。钻机1就位前，要保证钻机1主机下方地面的平整与坚固，防止在钻进过程中钻机倾斜或地面发生坍塌，同时保证钻机的整个机械主体在同一轴线上。[0046] 需要说明的是通常污水管线2的封堵为避免因封堵时间过长而造成上游积水产生的水压对下游施工人员造成一定威胁，需要根据实际管线情况和管内水流强度依据先上游、交汇井各个入水口进行封堵。并且需要监测井内气体，派遣施工人员下井封堵。封堵的类型根据污水量分为无水封堵、浅水封堵和深水封堵三种。大体都采用水泥砂浆或水泥黏土拌制的胶结材料，砌筑砖墙来封堵大、中型管线的方法。它具有取料方便，封堵效果较好的优点，缺点是拆除非常困难。污水管线2在施工或维修过程中经常需要对正在通水的管道进行临时封堵，否则这些工作便无法进行。污水管线2不能像给水管或燃气管那样只需关闭阀门就可实现断水或断气。封堵污水管线2是一项费时、费钱又很危险的工作。所以需要提高污水管线2封堵的安全性、有效性和便捷性。[0047] 基于以上原因，需要施工区域中存在污水管线2时，采用安全、方便和有效的方法保证施工的正常进行。本发明的工作原理为：对所要施工区域的污水管线2进行勘察、定位和测量，得出污水管线的分布位置、内管径、污水流动路径和掩埋深度。根据勘察到的信息选用外径等同于污水管线管径的管体3，并在所经污水管线管口201的正上方设置钻机。利用钻机1的下压回转力将管体3竖向压向污水管线管口201所在位置。利用终端服务器实时调控管体的下压轨迹，并进行相应微调。利用钻机1的下压回转力将管体3继续竖向压向污水管线管口201所在位置直至封堵污水管线2。对管体3进一步加固，将施工过程中产生的缝隙进行注浆，以保持管体3与污水管线2的封堵效果。移动钻机1至需施工位置压埋全套管101，并利用冲抓装置102于全套管101内取土体和杂物，全套管101加节与孔内取土体和杂物交替进行，直至达到灌注桩标高。在全套管101内吊装下放钢筋笼，固定钢筋笼，在桩孔中进行注浆；待注浆完成后，利用钻机1在初凝前回转拔出全套管101。完成施工过程。

[0048] 实施例[0049] 本申请涉及一种回转钻机钻穿污水管线的施工方法，所述方法包括：[0050] 下压管体3至污水管线位置以封堵污水管线；[0051] 基于污水管线2的信息建立可视化第一虚拟模型；[0052] 基于管体3的姿态信息建立可视化第二虚拟模型；[0053] 将所述第一虚拟模型和第二虚拟模型通过其相同的坐标系叠加为可视化施工模型，并且基于所述可视化施工模型整体把控施工区域内的施工现状并调整所述管体3的运动轨迹。[0054] 优选地，在基于管体3的姿态信息建立可视化第二虚拟模型时以及在基于污水管线2的信息建立可视化第一虚拟模型时，终端服务器108采用了相同坐标系并以管体3的竖直姿态所在的方向为第二方向Y，以污水管线2的走向所在的方向为第一方向X，并结合水平仪的数据确定管体3走向相比第二方向Y的偏差以及污水管线2的走向相比第一方向X的偏差。[0055] 优选地，终端服务器108在第一方向和第二方向所张开的平面内对第一虚拟模型和第二虚拟模型以同比例的方式进行二维图像合并。垂直于第一方向和第二方向的第三方向上的偏移量例如因管体3分断作业而产生，其对于当前施工风险并非核心矛盾，即便侧向出现漏空区，也可以在后续的注浆作业中得到补偿。而二维建模带来的施工便利性和运算量级的降低给整体控制参数带来了几何级别的减少，反而大大地规避了重点施工风险，例如因突然断裂、喷涌而引发的如管体3甚或钻机1陷落的施工风险。[0056] 优选地，污水管线2的信息包括污水管线的分布位置、内管径、污水流动路径和掩埋深度。基于污水管线2的信息获得定点元素和面元素的几何值，通过预设条件来生成所述第一虚拟模型的模型元素，由所述模型元素来生成所述第一虚拟模型。姿态信息包括管体3的当前钻进深度、水平倾斜角度、外管径尺寸和偏离轴线距离。基于管体3的姿态信息获得定点元素和面元素的几何值，通过预设条件来生成所述第二虚拟模型的模型元素，由所述模型元素来生成所述第二虚拟模型。[0057] 优选地，模型元素是由定点元素、面元素和预设条件来定义的。[0058] 优选地，施工人员可通过基于勘察到的污水管线2和管体3的信息进行元素条件的自行调整来生成更符合客观规律的实体形状并且建立基于污水管线2和管体3实际状态的虚拟模型。[0059] 优选地，在将与污水管线2有关的第一虚拟模型和与管体3有关的第二虚拟模型合并为至少用于钻机1的可视化施工模型之后，且在钻机1基于所述可视化施工模型执行由终端服务器108预定的施工项目之前，由所述终端服务器108基于刚性的管体3在对污水管线2的靠近地表一侧的管体执行分断作业时所提取的沉降速率f以及在分断作业时污水管线2的横向位移Qs来调整第一虚拟模型中的与污水管线2有关的走向数据，其中，所述走向数据的调整是按照与第二虚拟模型之调整相关联的方式同步执行的。[0060] 优选地，管体3的分断作业是按照与污水管线2分断作业后的走向数据相关联的方式定时存储的，从而在第一虚拟模型中的污水管线2走向与第二虚拟模型中的管体3沉降及偏移之间建立时空关联，由此终端服务器108能够基于管体3的分断作业而在第一虚拟模型与第二虚拟模型所构成的可视化施工模型形成对应于相应分断作业的调整后的另一可视化施工模型。在调整后的该另一可视化施工模型中，管体3、污水管线2和全套筒101是以调整后的二维视图来展示的，其中，当污水管线2在管体3的分断作业中发生偏移时，在调整后的该另一可视化施工模型的二维视图中按照与偏移相适应的尺度来缩小朝向图纸之内方向偏移的部件(如放大全套筒101、污水管线2或管体3的管径)，并且按照与偏移相适应的尺度来放大朝向离开图纸的方向偏移的部件(如放大污水管线2或管体3的管径)。[0061] 优选地，当污水管线2在管体3的分断作业中发生沉降时，在调整后的该另一可视化施工模型的二维视图中按照与沉降相适应的尺度来移动朝向沉降方向位移的部件如全套筒101、污水管线2或管体3，并且按照与沉降相适应的尺度来放大朝向离开图纸的方向沉降的部件如全套筒101、污水管线2或管体3。可以理解的是，在实际现场分断作业存在多个不同点位，且在不同时段执行多次管体3或全套筒101对污水管线2的钻穿。[0062] 优选地，当偏移或沉降的程度即将超出终端服务器108预定的施工项目的设定阈值之前，由终端服务器108按照与偏移和/或沉降程度相比高至少30％尤其是高一个数量级的尺度示出缩放后的部件和/或移动后的部件。[0063] 通过本发明的这些优选方案，在第一虚拟模型和第二虚拟模型的以二维方式合并为至少用于钻机1的可视化施工模型之中，由终端服务器108在钻机1基于所述可视化施工模型执行由终端服务器108预定的施工项目之前以及之中，全套筒101、污水管线2或管体3是以二维方式直观且低带宽、低运算成本地展示的，这尤其有利于操作人员或上级主管部门利用如平板电脑或智能手机从终端服务器远程调取查看全套筒101、污水管线2或管体3的施工之前及施工之中的状况。施工现场决定了网络通信条件不稳定，由此减少数据通信量，特别是把大量复杂传感器计算留给终端服务器108，仅传输需要决策的特定数据是非常重要的技术措施。[0064] 此外，在本发明中，对于临近设定阈值时的情况，由终端服务器108以及其所集成的显示模块来向现场操作人员提供直观显示的同时，往往需要操作人员向上级领导汇报以确定紧急措施，由于现场面临的参数很多，倘若不能以直观的方式而是单独汇报沉降参数或偏移参数超出预定阈值，上级领导很难远程临场给出更科学的决策。利用本发明的前述设计方案，第一虚拟模型和第二虚拟模型的以二维方式合并为用于钻机1的可视化施工模型能够以放大后的比例来展示缩放后的部件和/或移动后的部件，例如污水管线2(参见图1)的靠近管体3的一端变细，展现为从右到左逐渐粗的形态，这就表明了污水管线2在管体3执行分断操作时出现了不允许的偏移(在朝向纸面之内的方向上)。为此，终端服务器108响应于在如智能手机的查询请求，将可视化施工模型的二维图像发送到该智能手机，其中，该二维图像是以按照与偏移和/或沉降程度相比高至少30％尤其是高一个数量级的尺度示出缩放后的部件和/或移动后的部件的；优选地，带有缩放后的部件和/或移动后的部件的二维图像是与第一虚拟模型和第二虚拟模型的以二维方式合并为至少用于钻机1的(原始)可视化施工模型对照的方式发送的，其中，对于在该二维图像中的缩放后的部件和/或移动后的部件而言，在(原始)可视化施工模型中的未曾缩放(即处于初始位置)的部件是以虚线作为参考标记线展示的，尤其是以作为第一方向和第二方向的原点(如全套筒101与地面的横交面左端点)为基准对齐地展示的。之所以采取“高至少30％尤其是高一个数量级的尺度”进行显示，这是因为智能手机屏幕比例往往为19：9到19.5：9，而作为工作站的终端服务器

108的显示器显示比例往往为16：10或4∶3，也就是说智能手机长宽比显著大于显示器，因此会必然出现现场操作人员基于终端服务器108的显示图像主观判断偏移或沉降严重，而在远程的主管领导基于智能手机的显示图像主观判断偏移或沉降不严重，进而出现信息不对称进而难以决策的问题。为此除了更改了显示比例之外，还以虚线作为参考标记线展示处于初始位置的部件，并由终端服务器108针对放大后的偏移或沉降情况在夹角区域给出准确的偏移量值，用以作出准确决策。

[0065] 根据一种优选的实施方式，根据施工区域土壤所在平面建立空间基准面，以终端服务器108所建立的以污水管线2的走向所在的方向为第一方向X和以管体3的竖直姿态所在的方向为第二方向Y的坐标系，通过所述污水管线2的分布位置、内管径、污水流动路径和掩埋深度获得污水管线2定点元素和面元素的几何值并基于所建立的空间基准面选择出与其相交或垂直或平行或异面的相应定位元素和面元素，使用所述空间基准面和所述定位元素、面元素之间的选择后的元素建立外观线条集，空间基准面和所述污水管线2的基本距离值作为预设条件，集合以上所述空间基准面、所述外观线条集以及所述预设条件来生成所述模型元素，以及通过模型元素来建立虚拟模型。[0066] 根据一种优选的实施方式，根据施工区域土壤所在平面建立空间基准面，以终端服务器108所建立的以污水管线2的走向所在的方向为第一方向X和以管体3的竖直姿态所在的方向为第二方向Y的坐标系，通过所述管体3的当前钻进深度、水平倾斜角度、外管径尺寸和偏离轴线距离获得管体3定点元素和面元素的几何值并基于所建立的空间基准面选择出与其相交或垂直或平行或异面的相应定位元素和面元素，使用所述空间基准面和所述定位元素、面元素之间的选择后的元素建立外观线条集，空间基准面和所述污水管线2的基本距离值作为预设条件，集合以上所述空间基准面、所述外观线条集以及所述预设条件来生成所述模型元素，以及通过模型元素来建立虚拟模型。[0067] 根据一种优选的实施方式，基于第一虚拟模型和第二虚拟模型都是由不同的模型元素生成的这一原理，将第一虚拟模型和第二虚拟模型合并为可视化施工模型需要确定虚拟模型的空间元素。在终端服务器108生成污水管线2的第一虚拟模型和管体3第二虚拟模型的运算过程中，生成两个虚拟模型所使用到的所述空间基准面都为施工区域土壤所在平面，可将所述两个虚拟模型根据同一空间基准面重叠加入。所述空间元素是由来自所述可视化施工模型的观察者视角到所述可视化模型的空间经纬差来定义的。基于污水管线2信息建立的第一虚拟模型和管体3信息建立的第二虚拟模型根据其采用的相同坐标系XY得出距离可视化施工模型的观察者视角的空间经纬差，即施工人员从终端服务器108观测到的整个施工区域的二维平面到第一、第二虚拟模型的纵深尺度和终端服务器108显示画面的几何中心点到第一、第二虚拟模型的经纬距离，结合同一空间基准面从而实现在多角度观测污水管线2和管体3的整体可视化施工模型，达到将两个虚拟模型合并的观察效果。[0068] 根据一种优选的实施方法，能够根据实时发送的施工区域信息，针对管体3沿施工方向发生位移的情况的轨迹来展现其实时状态形成动态可视化施工模型。优选地，所述实时状态的更新是指在第一虚拟模型中的污水管线2走向与第二虚拟模型中的管体3沉降及偏移之间建立时空关联后，输出对应的管体3在第一虚拟模型与第二虚拟模型所构成的可视化施工模型形成对应于下一时刻的管体3的另一可视化施工模型。所述可视化施工模型可为二维建模以其带来运算量级的降低让参数计算得到几何级别的减少，以二维方式直观且低带宽、低运算成本地展示，如此有利于缩短两个可视化施工模型更替的时间刻度，实现实时状态的快速切换。优选地，终端服务器可针对收集到的污水管线2、管体3和全套管101的大量数据做出数据对比，以筛选出符合改变趋势的沉降及偏移信息，通过构建虚拟模型时对应的定点元素、面元素和空间元素在不改变污水管线2、管体3和全套管101整体展示的框架结构的情况下，仅进行有限的参数运算达到更快的实时状态显示。[0069] 根据一种优选的实施方式，一种回转钻机钻穿污水管线的施工系统，其特征在于，至少包括钻机1和终端服务器108，所述终端服务器108用于构建可视化模型和控制钻机1。所述终端服务器108基于所要施工区域内污水管线2的信息建立可视化第一虚拟模型；所述终端服务器108基于用采集到的管体3的姿态信息建立可视化第二虚拟模型；以及利用所述终端服务器108确定施工计划，所述终端服务器108通过实时接收到的污水管线2信息和接收到的管体3姿态信息构建可视化模型，并且基于所述施工计划，为管体3按所述计划限定轨迹运动通过控制钻机1而进行调整。优选地，利用前述的设计方案，其整个可视化施工模型可为第一虚拟模型和第二虚拟模型的以二维方式合并使得现场操作人员或上级领导能够根据更直观、运算数量级更小的二维模型进行科学决策。而其整个施工计划的规划，在网络通信条件稳定的情况下，可由终端服务器108分别构建出污水管线2和管体3的三维虚拟模型。终端服务器108同样采用相同坐标系并以管体3的竖直姿态所在的方向为第二方向Y，以污水管线2的走向所在的方向为第一方向X，以同时垂直于第一方向X与第二方向Y所在的方向为第三方向Z，结合污水管线2和管体3监测到的数据得出相应污水管线2和管体3的三维虚拟模型。优选地，终端服务器108在第一方向和第二方向所张开的平面内对第一虚拟模型和第二虚拟模型以同比例的方式进行合并，同时在第三方向的直线上进行模型重合。通过垂直于第一方向和第二方向的第三方向上的偏移使污水管线2对准管体3，从而形成施工之前的可视化施工模型。所述施工模型能够通过调节输入的所述污水管线2信息和管体3姿态信息进行模拟施工，以模拟出整个施工的流程从而克服施工中可能遇到的不可测问题例如施工人员进行操作作业时，因流程不熟悉造成管体3分断作业错失时机下压过深等一系列问题。

[0070] 根据一种优选的实施方式，所述终端服务器集成有显示模块和储存模块，所述显示模块将所述终端服务器构建的实时虚拟模型以可视化的方式显现，所述储存模块将所述终端服务器构建出的虚拟模型在时间轴上储存，需要查看时以可回溯的方式显示在显示模块上。优选地，虚拟模型中的污水管线2、管体3和全套管101发生沉降参数或偏移参数的变动时，可直接调取所述储存模块内储存的虚拟模型，以前一时刻构建的虚拟模型对比当前监测到的沉降参数或偏移参数，相同部分可直接替代使用以减小终端服务器108的运算量，仅构建发生沉降参数或偏移参数变动的部分。[0071] 根据一种优选的实施方式，所述终端服务器108中集成辅助设备控制系统，所述辅助设备控制系统具有用于控制所述钻机1所有辅助功能的自主控制能力，所述辅助功能中包括有冲抓装置102和重锤103。[0072] 根据一种优选的实施方式，所述污水管线2信息由施工前对施工区域内的污水管线2进行勘察、定位、查询和计算得到，首先是根据污水管线2起点、终点和拐点的空间坐标，或者和施工区域内的其他建筑物的位置关系，把具体位置标注在地面上，然后沿管道轴向上轴线进行轴线测量和断面水准测量。控制点及水准点可由污水管线2建设单位提供，施工单位复测后无误后可使用。根据管线起点、终点和拐点的空间坐标利用全站仪把这些点用桩固定在地面上，并且进行拴点，保证施工开始时不因钻机位置摆放的错误导致污水管线2的破裂。同时为了避免出错，每个点都要进行校核。在标定管线起点、终点和拐点之前，首先要了解设计污水管线的走向的分布情况，并结合实际地形考虑上述每一个点的具体方位。优选地，可把坐标位置数据通过终端服务器108进行虚拟模型的构建，以可视化的方式展现污水管线2的分布情况和污水在污水管线2中的流动情况。根据污水流动路径，提前模拟出封堵污水管线2的最佳位置和将污水通过支线引流过该区域的位置，再把计算出的主管线位置标注在地面上。

[0073] 根据一种优选的实施方式，在需要封堵的污水管线管口201正上方设置钻机1。根据勘察到的污水管线管口201数据信息，将适当管体3对准所述污水管线管口201位置。优选地，钻机1一般包括工作装置、锲形夹紧装置、垂直装置、冲抓装置102和一系列辅助装置。管体3进行分断作业时需要精准封堵污水管线管口201，可在钻机1上放置校准装置105，用以调整钻机1所夹持的管体3的垂直度和水平度。[0074] 根据一种优选的实施方式，所述管体3的姿态信息由加装在钻机1上的校准装置105实时监测得出，校准装置105包括基座106和传感器107。校准装置105由基座106安装于回转钻机上，传感器107通过连接线与终端服务器108相连，传感器107采集到的数据通过终端服务器108的显示器显示其管体3的姿态。结合构建出的污水管线2虚拟模型，可通过终端服务器108调整其垂直度和水平度，以达到最佳封堵效果。终端服务器108控制电磁推杆，传感器107通过连接线或无线通信方式将信息实时的传递到终端服务器108的信号采集口，终端服务器108根据数据大小输出对应的信号去驱动电磁推杆，由电磁推杆推动液压杆而改变支腿油缸伸缩的状态，达到调整全套管钻机1所夹持的管体3的姿态。

[0075] 根据一种优选的实施方式，利用钻机1的下压回转力将管体3竖向压向污水管线管口201所在位置。钻机1的锲形夹紧装置夹住管体3，提供巨大的扭矩，使管体3快速旋转并切割土体向下移动。优选地，管体3底部设为不规则尖锐状，便于降低施工难度，加快切割土体速度。[0076] 根据一种优选的实施方式，校准装置105在管体3下降过程中时刻保持监测状态。[0077] 优选地，终端服务器108可根据传感器107在不同时刻得到的管体3姿态数据给出相应的虚拟模型。图1所示传感器107仅为示意性质，其可以作为电流传感器设置于电动机用以测量做功电流数据，进而间接推断出如管体3执行作业时所克服的阻力，传感器也可以是其他形式或者安装在其他部件上，例如作为姿态传感器安装于管体3用以测量管体3的姿态，或者作为行程传感器安装于钻机1的指定部位用于探测全套管101的下降位移。[0078] 优选地，终端服务器108基于传感器107获取的管体3在当前时刻至对应时刻或早于当前时刻的任一时刻之间的时间段内的过往数据集合，对不同时间状态和/或空间状态的管体3构建过去虚拟模型，将构建出的过去虚拟模型通过显示器显示用以全时刻全方位观测这一时间段内的管体3运动情况，从而便于管体3移动轨迹的规划。优选地，终端服务器108基于传感器107在当前时刻的实时数据合集，通过随着当前时刻地不断推移而不断产生可覆盖前一时刻/位置数据的后一时刻/位置实时数据使得终端服务器108的实时虚拟模型可根据管体3的实时变化而同步变化，从而使得施工人员能够通过显示器以非自由灵活的方式实现对当前管体3姿态的实时状态进行确认，并可基于实时位置与预设轨迹之间存在的关系判断是否对管体3姿态进行校准及校准程度，以保证管体3能够始终处于规划出的路径。

[0079] 根据一种优选的实施方式，管体3底部设为不规则尖锐状，便于降低施工难度。管体3在钻机的带动下，进行360度旋转作业并向下进入土体，逐渐接近污水管线管口201所在位置。管体3底部呈不规则尖锐状能够更快切削土体，加快施工速度。优选地，管体3底部的不规则尖锐状部分可沿径向向内弯折，再沿轴向延伸，形成弯钩结构。弯钩结构能够使得管体3扎进土体，扣住土体，在之后注浆填埋缝隙时能够使得管体3不应注浆产生的浮力向上浮动，使其位置不发生改变，依然能够封堵住污水管线管口201。[0080] 根据一种优选的实施方式，管体3长度大于污水管线管口201到地面的距离至少1m，且修整所述管体3顶部，使得保证平整。优选地，管体3露出地面高度大于1m且管体3顶部保持平整后，可在管体3加固处设置重力压板。在整个施工过程完毕后，在将管体3拔出地面的过程中，在重力压板上施加重力，使得土壤受到的来自钻机1向上拉动管体3产生的向上的摩擦力减小甚至抵消。摩擦力减小或抵消后能够防止在管体3拔出过程中带出附近的土壤导致地质坍塌。优选地，重力压板可以为木板、钢板或钢筋网片，重力压板的形状及尺寸与管体3的形状及尺寸相契合。优选地，重力压板上施加的重力可为沙袋。

[0081] 根据一种优选的实施方式，管体3压入到污水管线管口201所在位置后，进一步加固，对施工过程中产生的缝隙进行注浆，以保持所述管体3与污水管线2的封堵效果。优选地，管体3的加固装置可通过在管体3顶部加设钢管架，并在钢管架上设置配重来完成。钢管架可由长度大于管体直径的纵钢管和横钢管经十字扣件连接构成十字形钢管架。优选地，十字形钢管架的四个端部可以设有压或挂的配重物。[0082] 根据一种优选的实施方式，在将管体3压入污水管线201的过程中产生的缝隙进行填埋的水泥砂浆，可在其中添加流动性较强的砂性土或者细石，保证其缝隙能够自行填满。[0083] 根据一种优选的实施方式，步骤S7中，钻机1压埋全套管101需要切割污水管线2，产生较硬、较大的石块，先用重锤103将全套管101中的硬物击碎，再通过冲抓装置102进行抓取工作。[0084] 根据一种优选的实施方式，全套筒101下端固定连接有刀头104，用于切削土体和污水管线2。[0085] 为了便于理解，将本发明一种回转钻机钻穿污水管线的施工方法的工作原理和使用方法进行论述。[0086] 1.对所要施工区域的污水管线2进行勘察、定位和测量，得出污水管线的分布位置、内管径、污水流动路径和掩埋深度。根据勘察到的信息选用外径等同于污水管线管径的管体3，并在所经污水管线管口201的正上方设置钻机。[0087] 针对测量出的污水管线2的数据太过繁杂的问题以及为了简化操作流程以方便施工人员进行计算预估操作，本实施例提供了一种优选实施方式。把污水管线2信息和管体3信息通过终端服务器108进行虚拟模型的构建，以可视化的方式展现污水在污水管线2中的流动过程。根据污水流动路径，提前模拟出封堵污水管线2的最佳位置和将污水通过支线引流过该区域的位置，再把计算出的主管线位置标注在地面上，并将管体3下压封堵污水管线2的施工过程进行模拟施工。

[0088] 此外，施工时终端服务器108构建的可视化施工模型可为二维图像，以带来施工便利性和运算量级的降低，给整体控制参数带来几何级别的减少，从而大大地规避了重点施工风险，例如因突然断裂、喷涌而引发的如管体3甚或钻机1陷落的施工风险。二维图像还有利于操作人员或上级主管部门利用如平板电脑或智能手机从终端服务器远程调取查看全套筒101、污水管线2或管体3的施工之前及施工之中的状况。施工现场决定了网络通信条件不稳定，由此减少数据通信量，把大量复杂传感器计算留给终端服务器108，仅传输需要决策的特定数据。[0089] 2.利用钻机1的下压回转力将管体3竖向压向污水管线管口201所在位置。在管体3内利用冲抓装置102清理管体3中的土体和杂物，破除并修正内部混凝土。利用钻机1的下压回转力将管体3继续竖向压向污水管线管口201所在位置直至封堵污水管线2。对管体3进一步加固，将施工过程中产生的缝隙进行注浆，以保持管体3与污水管线2的封堵效果。[0090] 针对在施工过程中，管体3会发生不可查位移的问题以及为了压入管体在垂直和水平方位可调，本实施例结合上述还提供了一种优选实施方式。在钻机1上放置校准装置105，用以调整钻机1所夹持的管体3的垂直度和水平度。校准装置105包括基座106和传感器

107。校准装置105由基座106安装于回转钻机上，传感器107通过连接线与终端服务器108相连，传感器107采集到的数据通过终端服务器108的显示器显示其管体3的姿态。结合构建出的污水管线2虚拟模型，可通过终端服务器108调整其垂直度和水平度，以达到最佳封堵效果。施工人员能够通过显示器以非自由灵活的方式实现对当前管体3姿态的实时状态进行确认，并可基于实时位置与预设轨迹之间存在的关系判断是否对管体3姿态进行校准及校准程度，以保证管体3能够始终处于规划出的路径。

[0091] 3.移动钻机1至需施工位置压埋全套管101，并利用冲抓装置102与全套管101内取土体和杂物，全套管101加节与孔内取土体和杂物交替进行，直至达到灌注桩标高。在全套管101内吊装下放钢筋笼，固定钢筋笼，在桩孔中进行注浆；待注浆完成后，利用钻机1在初凝前回转拔出全套管101。完成施工过程。[0092] 在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。[0093] 需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。