畢業(yè)論文—淺談盾構隧道工程測量(編輯修改稿)
2024-11-28 04:47 本頁面
【文章內容簡介】 測控裝置中包括陀螺定向儀，采用角度與距離積分的計算方法，對較長距離和較長時間推進后的盾構機方位進行校核，對推進起到 了指導控制 作用 。 二 盾構測量的組成 盾構 測量 導向系統(tǒng)的組成 測量 導向系統(tǒng)是綜合運用測繪技術、激光傳感技術、計算機技術以及機械電子等技術指導盾構隧道施工的有機體系。激光全站儀（激光發(fā)射源和角度、距離及坐標量測設備）和黃盒子（信號傳輸和供電裝置）；激光接收靶（ ELS Target，內置光柵和兩把豎向測角儀）、棱鏡（ ELS Prism）和定向點（ Reference Target）；盾構機主控室（ TBM Control Cabin）：由程控計算機（預裝隧道掘進軟件，具有顯示和操作面板）、控制盒、網 絡傳輸 Modem 和可編程邏輯控制器（ PLC）四部分組成；油缸桿伸長量測量（ Extension Measurement）裝置等。其中，隧道掘進軟件是盾構機激光導向系統(tǒng)的核心。 測量 導向系統(tǒng)和盾構機控制測量在盾構施工中的地位和 8 作用 盾構法施工過程。在隧道掘進模式下， 測量 導向系統(tǒng)是實時動態(tài)監(jiān)測和調整盾構機的掘進狀態(tài)，保持盾構機沿設計隧道軸線前進的工具之一。在整個盾構施工過程中， 測量 導向系統(tǒng)起著極其重要的作用： (1)在顯示面板上動態(tài)顯示盾構機軸線相對于隧道設計軸線的準確位置， 報告掘進狀態(tài)；并在一定模式下，自動調整或指導操作者人工調整盾構機掘進的姿態(tài)，使盾構機沿接近隧道設計軸線掘進。 (2)獲取各環(huán)掘進姿態(tài)及最前端已裝環(huán)片狀態(tài)，指導環(huán)片安裝。 (3)通過標準的隧道設計幾何元素自動計算隧道的理論軸線坐標。 (4)和地面電腦相連，對盾構機的掘進姿態(tài)進行遠程實時監(jiān)控。 從盾構施工基本過程可以看出， 測量 導向系統(tǒng)不能夠獨立完成導向任務，在盾構機始發(fā)、該系統(tǒng)啟用之前，還需要做一些輔助工作：首先，激光全站儀首次設站點及其定向點坐標，需用人工測定。其次必須使用人工測量的方法，對盾 構機姿態(tài)初值進行精確測定，以便 于對激光導向系統(tǒng)中有關初始參數（如激光標靶上棱鏡的坐標，內部的光柵初始位置及兩豎角測量儀初值等）進行配置。 盾構機姿態(tài)是指盾構機前端刀盤中心（以下簡稱 “ 刀頭 ” ）三維坐標和盾構機筒體中心軸線在三個相互垂直平面內的轉角等參數。盾構機姿態(tài)除了可以通過人工測量、單獨解算方式獲得外，還可以由導向系統(tǒng)實時、自動地獲取。用人工測量方式獲得盾構機姿態(tài)的過程，被稱作 “ 盾構機控制測量 ” 。盾構機控制測量的另一個作用是：在盾構機掘進過程的間隙，對激光導向系統(tǒng)采集的盾構機姿態(tài)參數進行檢核，對激光導向系統(tǒng)中有關配置參數進行校正。 3 盾構機 測量 導向系統(tǒng)原理 盾構機 測量 導向系統(tǒng)涉及的坐標系 為了闡明 測量 導向系統(tǒng)的原理，首先介紹一些與盾構機及隧道有關的坐標系 。 (1) 地面直角坐標系（ OXYZ）：簡稱地面坐標系，根據隧道中線 9 設計而定，一般為地方坐標系。洞內 (外 )控制點、測站點、后視點以及隧道中線坐標，均用該系坐標表示。 (2) 盾構機坐標系（ Fxyz）：在盾構機水平放置且未發(fā)生旋轉的情況下，以盾構機刀頭中心前端切點為原點，以盾構機中心縱軸為 x軸，由盾尾指向刀頭為正向；以豎直向上的方向線為 z 軸， y 軸沿水平方向與 x、 z 軸構成左手系。盾構機坐標系是連同盾構機一起運動 的獨立直角坐標系。盾構機尾部中心參考點、盾構機棱鏡等相對盾構機的位置都以此系坐標表示。 (3) 棱鏡中心坐標系（ Px’y’z’）： 原點為安裝在盾構機尾部的棱鏡的中心，與盾構機坐標系平行。 描述盾構機姿態(tài)的要素 描述盾構機姿態(tài)的參數有：刀頭坐標（ xF39。， yF， zF）：水平角 A；傾角 α；旋轉角 κ。 由盾構機姿態(tài)及設計隧道中線，可推算如下數據：刀頭里程：刀頭、盾尾三維偏差；平面偏角（ Yaw）：盾構 機中心軸線和設計隧道中線在水平投影面的夾角；傾角（ Pitch）
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