畢業(yè)論文—淺談盾構(gòu)隧道工程測量(編輯修改稿)
2024-11-28 04:47 本頁面
【文章內(nèi)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(gòu)機方位進行校核，對推進起到 了指導(dǎo)控制 作用 。 二 盾構(gòu)測量的組成 盾構(gòu) 測量 導(dǎo)向系統(tǒng)的組成 測量 導(dǎo)向系統(tǒng)是綜合運用測繪技術(shù)、激光傳感技術(shù)、計算機技術(shù)以及機械電子等技術(shù)指導(dǎo)盾構(gòu)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(biāo)量測設(shè)備）和黃盒子（信號傳輸和供電裝置）；激光接收靶（ ELS Target，內(nèi)置光柵和兩把豎向測角儀）、棱鏡（ ELS Prism）和定向點（ Reference Target）；盾構(gòu)機主控室（ TBM Control Cabin）：由程控計算機（預(yù)裝隧道掘進軟件，具有顯示和操作面板）、控制盒、網(wǎng) 絡(luò)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(gòu)機激光導(dǎo)向系統(tǒng)的核心。 測量 導(dǎo)向系統(tǒng)和盾構(gòu)機控制測量在盾構(gòu)施工中的地位和 8 作用 盾構(gòu)法施工過程。在隧道掘進模式下， 測量 導(dǎo)向系統(tǒng)是實時動態(tài)監(jiān)測和調(diào)整盾構(gòu)機的掘進狀態(tài)，保持盾構(gòu)機沿設(shè)計隧道軸線前進的工具之一。在整個盾構(gòu)施工過程中， 測量 導(dǎo)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(gòu)機軸線相對于隧道設(shè)計軸線的準(zhǔn)確位置， 報告掘進狀態(tài)；并在一定模式下，自動調(diào)整或指導(dǎo)操作者人工調(diào)整盾構(gòu)機掘進的姿態(tài)，使盾構(gòu)機沿接近隧道設(shè)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(dǎo)環(huán)片安裝。 (3)通過標(biāo)準(zhǔn)的隧道設(shè)計幾何元素自動計算隧道的理論軸線坐標(biāo)。 (4)和地面電腦相連，對盾構(gòu)機的掘進姿態(tài)進行遠程實時監(jiān)控。 從盾構(gòu)施工基本過程可以看出， 測量 導(dǎo)向系統(tǒng)不能夠獨立完成導(dǎo)向任務(wù)，在盾構(gòu)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(shè)站點及其定向點坐標(biāo)，需用人工測定。其次必須使用人工測量的方法，對盾 構(gòu)機姿態(tài)初值進行精確測定，以便 于對激光導(dǎo)向系統(tǒng)中有關(guān)初始參數(shù)（如激光標(biāo)靶上棱鏡的坐標(biāo)，內(nèi)部的光柵初始位置及兩豎角測量儀初值等）進行配置。 盾構(gòu)機姿態(tài)是指盾構(gòu)機前端刀盤中心（以下簡稱 “ 刀頭 ” ）三維坐標(biāo)和盾構(gòu)機筒體中心軸線在三個相互垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角等參數(shù)。盾構(gòu)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(dǎo)向系統(tǒng)實時、自動地獲取。用人工測量方式獲得盾構(gòu)機姿態(tài)的過程，被稱作 “ 盾構(gòu)機控制測量 ” 。盾構(gòu)機控制測量的另一個作用是：在盾構(gòu)機掘進過程的間隙，對激光導(dǎo)向系統(tǒng)采集的盾構(gòu)機姿態(tài)參數(shù)進行檢核，對激光導(dǎo)向系統(tǒng)中有關(guān)配置參數(shù)進行校正。 3 盾構(gòu)機 測量 導(dǎo)向系統(tǒng)原理 盾構(gòu)機 測量 導(dǎo)向系統(tǒng)涉及的坐標(biāo)系 為了闡明 測量 導(dǎo)向系統(tǒng)的原理，首先介紹一些與盾構(gòu)機及隧道有關(guān)的坐標(biāo)系 。 (1) 地面直角坐標(biāo)系（ OXYZ）：簡稱地面坐標(biāo)系，根據(jù)隧道中線 9 設(shè)計而定，一般為地方坐標(biāo)系。洞內(nèi) (外 )控制點、測站點、后視點以及隧道中線坐標(biāo)，均用該系坐標(biāo)表示。 (2) 盾構(gòu)機坐標(biāo)系（ Fxyz）：在盾構(gòu)機水平放置且未發(fā)生旋轉(zhuǎn)的情況下，以盾構(gòu)機刀頭中心前端切點為原點，以盾構(gòu)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(gòu)成左手系。盾構(gòu)機坐標(biāo)系是連同盾構(gòu)機一起運動 的獨立直角坐標(biāo)系。盾構(gòu)機尾部中心參考點、盾構(gòu)機棱鏡等相對盾構(gòu)機的位置都以此系坐標(biāo)表示。 (3) 棱鏡中心坐標(biāo)系（ Px’y’z’）： 原點為安裝在盾構(gòu)機尾部的棱鏡的中心，與盾構(gòu)機坐標(biāo)系平行。 描述盾構(gòu)機姿態(tài)的要素 描述盾構(gòu)機姿態(tài)的參數(shù)有：刀頭坐標(biāo)（ xF39。， yF， zF）：水平角 A；傾角 α；旋轉(zhuǎn)角 κ。 由盾構(gòu)機姿態(tài)及設(shè)計隧道中線，可推算如下數(shù)據(jù)：刀頭里程：刀頭、盾尾三維偏差；平面偏角（ Yaw）：盾構(gòu) 機中心軸線和設(shè)計隧道中線在水平投影面的夾角；傾角（ Pitch）
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