盾構(gòu)測(cè)量(重要)

1、第二十一章 隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向及掘進(jìn)管理系統(tǒng)第一節(jié) 激光導(dǎo)向系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光導(dǎo)向技術(shù)已開始用于隧道掘進(jìn)工程中。其原理就是利用有良好直線性光束的激光，投射到盾構(gòu)里，使操縱者及時(shí)地了解盾構(gòu)的偏離、偏轉(zhuǎn)情況，并隨時(shí)糾正頂進(jìn)方向，保證施工質(zhì)量，提高施工速度。目前采用的導(dǎo)向系統(tǒng)主要有VMT、PPS、日本演算工坊三種。一、激光導(dǎo)向系統(tǒng)的主要作用盾構(gòu)在掘進(jìn)中，由于地層阻力、刀盤切削反作用力及推進(jìn)千斤頂作用力等的不均，使盾構(gòu)偏離既定的中心，這在施工中是不允許的。盾構(gòu)施工的激光導(dǎo)向系統(tǒng)的作用是隨時(shí)指出盾構(gòu)的頂進(jìn)方向，使司機(jī)能控制機(jī)器按預(yù)定的設(shè)計(jì)線路頂進(jìn)。(1) 可以通過隧道設(shè)計(jì)的幾何元素計(jì)算出隧道的理

2、論軸線。(2) 通過測(cè)傾儀測(cè)量盾構(gòu)機(jī)的滾動(dòng)和俯仰角度并予以顯示。(3) 在顯示屏上隨時(shí)以圖形直觀顯示盾構(gòu)機(jī)軸線相對(duì)于隧道設(shè)計(jì)軸線的準(zhǔn)確位置，便于操作者根據(jù)偏差隨時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的姿態(tài)和位置，使盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)軸線逼近隧道設(shè)計(jì)軸線。(4) 掘進(jìn)一環(huán)后，從盾構(gòu)機(jī)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)獲得推進(jìn)油缸的伸長(zhǎng)量數(shù)值，依此計(jì)算出上一環(huán)管片的管環(huán)平面位置，輸入盾尾間隙數(shù)據(jù)后，計(jì)算出這一環(huán)適合拼裝的管片類型。(5) 從數(shù)據(jù)庫(kù)中可以查閱各環(huán)的掘進(jìn)姿態(tài)及其他相關(guān)資料。(6) 通過調(diào)制解調(diào)器和電話線與地面辦公室的電腦建立聯(lián)系，將盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妫阌诠こ坦芾砣藛T實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)情況。二、激光導(dǎo)向的工作原理將激光發(fā)

3、生器固定在已成洞的洞壁上。利用激光導(dǎo)向技術(shù)發(fā)射出來的直線光束，投射到盾構(gòu)里的靶板上，再用某種支持系統(tǒng)，以一種簡(jiǎn)單易見的形式指出盾構(gòu)頂進(jìn)的方向。激光測(cè)量線是一束容易看見的明亮的紅光束，投射到盾構(gòu)內(nèi)的塑料靶板上是一個(gè)紅光點(diǎn)。司機(jī)根據(jù)激光投射的光點(diǎn)與靶上預(yù)先設(shè)計(jì)好的隧道中心線位置是否相符來調(diào)整盾構(gòu)上、下、左、右的位置。設(shè)備以固定參考點(diǎn)激光器發(fā)出的光束為基準(zhǔn)計(jì)算掘進(jìn)機(jī)的位置。知道掘進(jìn)機(jī)的位置后就可以計(jì)算出與設(shè)計(jì)洞線的偏差。為了測(cè)量掘進(jìn)機(jī)的位置，需要使用兩個(gè)包含傳感器的裝置，即目標(biāo)靶和傾斜計(jì)。這兩個(gè)裝置通過電纜及配電箱與控制單元相連，配 圖21-1-1 激光導(dǎo)向裝置電箱為傳感器提供電源。目標(biāo)靶測(cè)量激光束

4、擊中的位置及其入射角。傾斜計(jì)測(cè)量掘進(jìn)機(jī)兩個(gè)方向上的偏轉(zhuǎn)角度。三、激光導(dǎo)向系統(tǒng)的組成 激光導(dǎo)向系統(tǒng)由激光發(fā)射裝置、檢查和轉(zhuǎn)換裝置、控制裝置組成。 1、激光發(fā)射裝置激光發(fā)射裝置包括兩個(gè)部分，即激光器和光學(xué)儀器。2、檢查和轉(zhuǎn)換裝置檢查和轉(zhuǎn)換裝置由在盾構(gòu)支承環(huán)后端隔板上的接收靶、接收器、放大器和測(cè)量?jī)A斜的搖擺傾斜計(jì)等組成。接收激光的靶板有兩種：一種僅在靶板上繪有掘進(jìn)設(shè)計(jì)中心圖線，以觀察激光點(diǎn)與該設(shè)計(jì)中心線的差距，供司機(jī)調(diào)整盾構(gòu)方向；另一種則具有光電轉(zhuǎn)換功能的靶板。第二種靶板又有以下兩種，一種是帶有X軸和Y軸伺服隨動(dòng)機(jī)構(gòu)光電板。當(dāng)激光光點(diǎn)射到光電板時(shí)，通過光敏元件轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)過放大器輸入變換器。如果再

5、接入電子計(jì)算機(jī)，就能形成全自動(dòng)控制的導(dǎo)向、調(diào)向系統(tǒng)。另一種是激光靶板的受光板分為A、B和C、D四個(gè)區(qū)域，A、B和C、D的受光面積和電量的輸出率成比例。受光板靠伺服馬達(dá)在水平、垂直兩個(gè)方向移動(dòng)，伺服馬達(dá)用齒輪與同步馬達(dá)嚙合。伺服馬達(dá)的移出量就是同步馬達(dá)移動(dòng)量，同步馬達(dá)的輸出作為電信號(hào)輸出，來顯示偏差，并控制調(diào)向裝置。轉(zhuǎn)換方式為差動(dòng)轉(zhuǎn)換式，它可調(diào)整盾構(gòu)傾斜的位置。是依靠搖擺傾斜計(jì)的擺角信號(hào)，輸入變換器中轉(zhuǎn)換成角度來顯示的。 3、顯示和控制裝置在盾構(gòu)后方臺(tái)車上裝有變換器、顯示器、打印機(jī)，彼此以電路連接。從接收器傳來的Y軸、X軸和傾斜計(jì)的信號(hào)（電量），經(jīng)變換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字顯示在顯示儀上。X、Y是以毫米表

6、示，傾斜角以度、分表示。目前海瑞克自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)采用是VMT公司開發(fā)的SLSTAPD 自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。法馬通自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)采用PPS自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。其系統(tǒng)的基本原理相似。海瑞克盾構(gòu)機(jī)采用的德國(guó)VMT公司的SLSTAPD隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要有激光經(jīng)緯儀、電子激光靶、控制箱、計(jì)算機(jī)及其他配套硬件和軟件組成。隧道掘進(jìn)軟件是SLSTAPD激光導(dǎo)向系統(tǒng)的核心。通過其附帶的通信裝置接收數(shù)據(jù)，由隧道掘進(jìn)軟件計(jì)算出盾構(gòu)機(jī)的位置和姿態(tài)，并以圖表和數(shù)字在屏幕上顯示，使盾構(gòu)機(jī)的位置一目了然。海瑞克盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)管理系統(tǒng)采用西門子公司的S7型可編程控制器PLC。該系統(tǒng)對(duì)全機(jī)掘進(jìn)過程中發(fā)生的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)和開關(guān)信

7、號(hào)進(jìn)行采集和處理，并根據(jù)程序?qū)ο鄳?yīng)的部件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和報(bào)警。按掘進(jìn)、管片拼裝和停止掘進(jìn)三個(gè)不同的盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)段來進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、處理、存儲(chǔ)和顯示，監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行過程中的相關(guān)關(guān)鍵參數(shù)，同時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到地面計(jì)算機(jī)中。該系統(tǒng)還可以查找盾構(gòu)機(jī)以前掘進(jìn)的數(shù)據(jù)信息，并打印出各環(huán)掘進(jìn)的情況，供施工管理人員進(jìn)行分析。維爾特盾構(gòu)機(jī)的屏幕顯示畫面更為直觀，可以直接從屏幕上讀出有關(guān)掘進(jìn)數(shù)據(jù)。四、SLS-TAPD激光導(dǎo)向系統(tǒng)1、工作原理簡(jiǎn)介由激光經(jīng)緯儀發(fā)射出一束可見紅色激光束，激光束照射到ELS 靶，光束相對(duì)于ELS靶的位置已精確測(cè)定，水平角是由激光經(jīng)緯儀照射到ELS 靶的入射角決定的，在ELS 靶內(nèi)部安裝有一

8、個(gè)監(jiān)測(cè)ELS 靶傾角和轉(zhuǎn)角的雙軸傳感器,可以分別測(cè)ELS 靶的上下傾角、左右傾角和入射點(diǎn)相對(duì)于ELS 靶的中心線的旋轉(zhuǎn)角。激光照射到ELS 靶的間距由TCA 全站儀的EMD測(cè)定。這樣，當(dāng)測(cè)站坐標(biāo)和后視坐標(biāo)確定后，ELS 靶的方位和坐標(biāo)就確定下來了。根據(jù)ELS 靶的中心和盾構(gòu)機(jī)的主機(jī)軸線平面幾何關(guān)系，就可以確定盾構(gòu)機(jī)的軸線。2、SLSTAPD 系統(tǒng)組成（1） 激光全站儀激光全站儀（Leica TCA1103/ART/GUS64）是同時(shí)測(cè)量角度（水平和垂直）和距離的測(cè)量?jī)x器，并能發(fā)射出一束可見紅色激光。激光經(jīng)緯儀臨時(shí)固定在安裝好的管片上，隨著盾構(gòu)機(jī)的不斷向前掘進(jìn)，激光經(jīng)緯儀也要不斷地向前移動(dòng)，這被

9、稱為移站。LeicaTCA1103激光全站儀參數(shù)：測(cè)角精度為3.3，測(cè)距精度為2mm+2ppm。（2） 黃色盒主要是為全站儀和激光器提供電源，也連接全站儀和主控室的PC 機(jī)的通訊數(shù)據(jù)傳輸。（3）電纜鼓當(dāng)盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)時(shí)。激光全站儀和安裝在盾構(gòu)機(jī)上的其他設(shè)備間的距離會(huì)增大，因此需要用帶有滾動(dòng)裝置的電纜鼓。 圖21-1-2 激光導(dǎo)向系統(tǒng)總圖（4） ELS 靶激光靶則被固定在中盾之內(nèi)，用來接收激光束。ELS靶參考平面上布滿傳感元件，可以傳遞入射角的上下傾角、左右傾角和入射點(diǎn)對(duì)于ELS 靶的中心線的旋轉(zhuǎn)角。激光經(jīng)緯儀發(fā)射出激光束照射在激光靶上，激光靶可以判定激光的入射角及折射角，另通過激光靶內(nèi)測(cè)傾儀，

10、用來測(cè)量盾構(gòu)機(jī)的滾動(dòng)和傾斜角度。（5）工業(yè)計(jì)算機(jī)(Industrial PC)由隧道掘進(jìn)軟件計(jì)算所有的數(shù)據(jù),并用圖表和數(shù)字表格兩種形式顯示在監(jiān)視器（Monitor）上,使 TBM 的位置一目了然。（6） 隧道掘進(jìn)軟件隧道掘進(jìn)軟件是SLS-TAPD 的核心。通過其附帶的通信裝置接收數(shù)據(jù)。由隧道掘進(jìn)軟件計(jì)算盾構(gòu)機(jī)的方位和坐標(biāo)，并以圖表和數(shù)字表格顯示出來。（7） 控制盒(Control Box)控制盒用來組織隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦與激光經(jīng)緯儀和激光靶之間的聯(lián)絡(luò)，并向黃盒子和激光靶供電?？刂坪羞B接系統(tǒng)的各種傳感器,并將這些輸出合適的項(xiàng)目輸入到工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)。來自工業(yè)計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)也可以轉(zhuǎn)換到傳感器上

11、。（8） 調(diào)制解調(diào)器通過現(xiàn)場(chǎng)安裝的電話線經(jīng)調(diào)制解調(diào)器可以把盾構(gòu)機(jī)的位置動(dòng)態(tài)的傳遞到主控室和地面辦公室，形成一個(gè)小局域網(wǎng)，地面上可以隨時(shí)知道盾構(gòu)機(jī)的狀態(tài)。（9） TBM-PLC程序邏輯控制器(SPS)盾構(gòu)機(jī)的數(shù)據(jù)是從程序邏輯控制器（PLC）輸入的。PLC 獨(dú)立于SLS-TAPD 自動(dòng)定位系統(tǒng)。（10） 盾尾間隙自動(dòng)測(cè)量控制器單元最新安裝管片和盾構(gòu)機(jī)的盾尾之間的間隙由安裝在管片安裝機(jī)區(qū)域的儀器測(cè)得。VMT 提供的控制器單元連接由安裝在安裝機(jī)區(qū)域的儀器所測(cè)的測(cè)量結(jié)果和工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)的管片選擇軟件組成。測(cè)量盾尾間隙的儀器是由Leica 公司制造的手持式測(cè)距儀。當(dāng)測(cè)距儀發(fā)射出的激光照射到管片和盾殼內(nèi)側(cè)時(shí)，

12、就可以直接讀出它的距離。五、PPS導(dǎo)向系統(tǒng)1、基本原理簡(jiǎn)介在測(cè)量TBM的位置和方向時(shí)，必須從三維空間量TBM上的兩個(gè)固定點(diǎn)，由EDM棱鏡表示。她們相對(duì)于TBM軸線以及刀盤的確切位置必須在TBM安裝時(shí)確定。在掘進(jìn)過程中，由于TBM的滾動(dòng)和移動(dòng)會(huì)發(fā)生變化，因此必須要進(jìn)行精確測(cè)量。這個(gè)測(cè)量過程將由安裝在TBM內(nèi)部的兩軸向傾斜儀電子化完成。一個(gè)馬達(dá)經(jīng)緯儀將自動(dòng)測(cè)量TBM上每個(gè)棱鏡的兩極位置，經(jīng)緯儀的站點(diǎn)和方位已被預(yù)先確定。盡管如此，由于經(jīng)緯儀的水平角度測(cè)量系統(tǒng)沒有完整的基準(zhǔn)點(diǎn)，用戶在安裝過程中必須要對(duì)經(jīng)緯儀進(jìn)行定位。該工作可以通過普通的測(cè)量方法來測(cè)量經(jīng)緯儀到基準(zhǔn)點(diǎn)來完成，基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)已預(yù)先確定。其次,

13、可以通過測(cè)量從固定的經(jīng)緯儀到這些點(diǎn)的傾斜距,水平和垂直角度來確立TBM上兩個(gè)主要點(diǎn)的全球坐標(biāo).由于棱鏡在TBM坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置在TBM設(shè)置時(shí)已經(jīng)被確定, TBM 的滾動(dòng)和移動(dòng)的實(shí)際時(shí)間通過測(cè)量也知道,而隧道中線在全球坐標(biāo)系統(tǒng)中也是已知的并已經(jīng)被輸入到電腦中，因此，TBM相對(duì)于中線的位置及方位就可以被很容易的計(jì)算出來。2、PPS系統(tǒng)組成：（1） 激光全站儀激光全站儀（Leica TCA1800/ART/GUS64）是同時(shí)測(cè)量角度（水平和垂直）和距離的測(cè)量?jī)x器，并能發(fā)射出一束可見紅色激光。（2） 黃色盒主要是為全站儀和激光器提供電源，也連接全站儀和主控室的PC 機(jī)的通訊。（3）無線電收發(fā)器。（4）

14、 棱鏡系統(tǒng)允許最多連接4個(gè)馬達(dá)棱鏡，棱鏡1和2連接到傾斜儀上，使用一個(gè)可選擇的棱鏡驅(qū)動(dòng)也可以連接另外兩個(gè)棱鏡3和4。導(dǎo)向系統(tǒng)一次只使用4個(gè)可用棱鏡中的兩個(gè)，使用的棱鏡被定義為邏輯棱鏡1和2，每個(gè)棱鏡都可能被選擇成為邏輯棱鏡1，剩余的棱鏡中的一個(gè)可被選擇為邏輯棱鏡2，對(duì)于最高精確度，建議選擇離刀盤最近的棱鏡作為邏輯棱鏡，同時(shí)，棱鏡1和2應(yīng)當(dāng)接近垂直平面與TBM中線平行。TBM內(nèi)部棱鏡的局部坐標(biāo)應(yīng)在局部坐標(biāo)系統(tǒng)中確立(水平、垂直和長(zhǎng)度)。（5） 工業(yè)計(jì)算機(jī)由隧道掘進(jìn)軟件計(jì)算所有的數(shù)據(jù),并用圖表和數(shù)字表格兩種形式顯示在監(jiān)視器上,使 TBM 的位置一目了然。 圖21-1-3 PPS系統(tǒng)軟件主界面（6）

15、 隧道掘進(jìn)軟件隧道掘進(jìn)軟件是PPS 的核心。通過其附帶的通信裝置接收數(shù)據(jù)。由隧道掘進(jìn)軟件計(jì)算盾構(gòu)機(jī)的方位和坐標(biāo)，并以圖表和數(shù)字表格顯示出來。（7） 調(diào)制解調(diào)器通過現(xiàn)場(chǎng)安裝的電話線經(jīng)調(diào)制解調(diào)器可以把盾構(gòu)機(jī)的位置動(dòng)態(tài)的傳遞到主控室和地面辦公室，形成一個(gè)小局域網(wǎng)，地面上可以隨時(shí)知道盾構(gòu)機(jī)的狀態(tài)。（8） TBM-PLC盾構(gòu)機(jī)的數(shù)據(jù)是從程序邏輯控制器（PLC）輸入的。（9） 盾尾間隙自動(dòng)測(cè)量SLUM控制器單元最新安裝管片和盾構(gòu)機(jī)的盾尾之間的間隙由安裝在管片安裝機(jī)區(qū)域的儀器測(cè)得。第二節(jié) 盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)控制一、盾構(gòu)姿態(tài)控制的原則盾構(gòu)的姿態(tài)控制是盾構(gòu)施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。盾構(gòu)姿態(tài)控制的基本原則是以隧道設(shè)計(jì)軸線為

16、目標(biāo)，根據(jù)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)顯示的軸線偏差和偏差趨勢(shì)，把偏差控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，同時(shí)在掘進(jìn)過程進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整確保不破壞管片。通俗的說就是“保頭護(hù)尾”。 盾構(gòu)姿態(tài)控制與管片拼裝為相互影響，相互制約的兩個(gè)過程。管片拼裝的基本原則是適應(yīng)盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整，進(jìn)行合理管片選型。盾構(gòu)姿態(tài)控制與管片拼裝應(yīng)以隧道設(shè)計(jì)軸線控制為目標(biāo)，同時(shí)兩者相互協(xié)調(diào)，保證管片拼裝質(zhì)量，避免管片產(chǎn)生破損?？傮w是盾構(gòu)跟著設(shè)計(jì)軸線走，管片拼裝跟著盾構(gòu)走。盾構(gòu)機(jī)的方向控制是通過調(diào)節(jié)分組油缸的壓力進(jìn)行。盾構(gòu)機(jī)環(huán)繞盾殼內(nèi)側(cè)周圍布置推進(jìn)油缸，其壓力在液壓與電氣控制上將其分為多組，單組油缸壓力由一個(gè)調(diào)節(jié)旋扭控制，由一個(gè)推進(jìn)速度控制旋扭使所有油缸進(jìn)油流量相

17、同，由于調(diào)節(jié)旋扭控制的溢流壓力不同產(chǎn)生了每組油缸不同的行程差，從而達(dá)到使盾構(gòu)機(jī)向壓力最低的一組油缸方向轉(zhuǎn)向的目的，正常情況下方向的控制就這樣產(chǎn)生了。通常盾構(gòu)機(jī)的方向按以上所談到的原理進(jìn)行是沒有問題的，但有時(shí)也有以下兩種特殊情況。其一是方向控制并未按所希望的控制方向進(jìn)行，如地質(zhì)出現(xiàn)單側(cè)巖石較硬，這時(shí)，如果盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度選擇較快，即掘進(jìn)速度已超過盾構(gòu)機(jī)在該種硬巖所能達(dá)到的速度，即使在硬巖側(cè)的推進(jìn)油缸選擇壓力大于軟巖側(cè)的掘進(jìn)壓力，盾構(gòu)機(jī)仍會(huì)向硬巖側(cè)方向偏轉(zhuǎn)。此時(shí)應(yīng)降低掘進(jìn)速度，按硬巖掘進(jìn)速度掘進(jìn)，如果盾構(gòu)機(jī)希望向軟巖方向掘進(jìn)，還應(yīng)將掘進(jìn)速度再降低，同時(shí)增大硬巖側(cè)推進(jìn)缸壓力。另外一種特殊情形為盾構(gòu)機(jī)出

18、現(xiàn)故障時(shí)，這里所說的故障并非設(shè)備故障，而是因?yàn)樵趶?qiáng)風(fēng)化巖層中刀具檢查不及時(shí)而且未留意到地層中存在的中風(fēng)化或微風(fēng)化巖層的存在，因?yàn)樵谌L(fēng)化巖層，刀具檢查不可能隨時(shí)進(jìn)行，有可能在周邊邊刀已磨損至使前體切入巖層，但因處于全風(fēng)化層而掘進(jìn)速度變化不明顯。此時(shí)，如果在斷面的某處存在中風(fēng)化或微風(fēng)化巖，即便單側(cè)油缸推力增加，盾構(gòu)機(jī)仍往大推力油缸側(cè)偏轉(zhuǎn)，則很大的可能是掌子面斷面某側(cè)存在中風(fēng)化或微風(fēng)化巖。當(dāng)然，最后的結(jié)局是盾構(gòu)機(jī)推力很大、扭矩很小、掘進(jìn)速度低下而皮帶機(jī)上未見有巖塊出現(xiàn)（即硬巖掘進(jìn)征兆）。好的隧道線形的控制需要微小而循序漸進(jìn)的調(diào)節(jié)，突然的盾構(gòu)機(jī)的位置變化必然對(duì)盾構(gòu)機(jī)后部管片拼裝及盾構(gòu)機(jī)的向前行進(jìn)帶來

19、不利影響，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)管片擠裂或盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)隧道內(nèi)卡住的情形。所以，對(duì)盾構(gòu)機(jī)方向控制的操作應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：1、控制基點(diǎn)盾構(gòu)機(jī)位置控制應(yīng)以測(cè)量顯示的盾尾位置為控制基準(zhǔn)，即以盾尾位置的最終控制為方向調(diào)節(jié)的目標(biāo)。2、調(diào)節(jié)量的控制對(duì)控制基點(diǎn)的位置調(diào)節(jié)量，經(jīng)實(shí)踐認(rèn)為一環(huán)掘進(jìn)調(diào)節(jié)10mm是較為合理的，線形最佳。3、趨勢(shì)的調(diào)節(jié)即使盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于設(shè)計(jì)軸線位置已偏離超出要求，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向的趨勢(shì)的調(diào)節(jié)也不能變化太大，急于糾偏，大的趨勢(shì)變化必然由大的方位變化而來。4、鉸接的操作鉸接油缸的位置應(yīng)總處于最大伸出與最小縮回的油缸的油缸行程之和為油缸最大允許伸出行程，以滿足盾尾與中體間的鉸接彎曲。 二、盾構(gòu)機(jī)的糾偏技術(shù)盾

20、構(gòu)機(jī)的姿態(tài)控制包括機(jī)體滾轉(zhuǎn)控制和前進(jìn)方向控制。在掘進(jìn)過程中，根據(jù)激光自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)電腦屏幕上顯示的數(shù)據(jù)，盾構(gòu)機(jī)操作人員通過合理調(diào)整各分區(qū)千斤頂?shù)耐屏暗侗P轉(zhuǎn)向等來調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。其控制操作原則有兩條：(1) 滾角值應(yīng)控制在10mmm以內(nèi)。盾構(gòu)機(jī)滾角值太大，盾構(gòu)機(jī)不能保持正確的姿態(tài)，影響管片的拼裝質(zhì)量。如果盾構(gòu)機(jī)滾角值過大，可以通過反轉(zhuǎn)刀盤來減少滾角值。目前，有些盾構(gòu)機(jī)在盾殼的兩側(cè)裝置了可以伸縮的“翼”固定在圍巖上，以防止盾構(gòu)機(jī)的滾動(dòng)。(2) 如果盾構(gòu)機(jī)水平向右偏，則需要提高右側(cè)千斤頂分區(qū)的推力；反之，則需要提高左側(cè)千斤頂分區(qū)的推力。如果盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭向下偏，則需要提高下部千斤頂?shù)耐屏Γ环粗嗳弧?

21、1、盾構(gòu)滾動(dòng)控制盾構(gòu)在推進(jìn)及管片拼裝施工時(shí)，為了減少由于盾構(gòu)自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的施工困難，應(yīng)控制盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)量在允許的范圍內(nèi)。在施工中可采取如下措施以防止過量的旋轉(zhuǎn)：1）改變刀盤的旋轉(zhuǎn)方向。2）改變管片拼裝左、右交叉的先后次序。3）調(diào)整兩腰推進(jìn)油缸軸線，使其與盾構(gòu)軸線不平行。4）當(dāng)旋轉(zhuǎn)量較大時(shí)，可在盾構(gòu)支承環(huán)或切口環(huán)內(nèi)單邊加壓重。施工中盾構(gòu)若出現(xiàn)超過允許側(cè)滾量時(shí)，盾構(gòu)機(jī)報(bào)警。此時(shí)應(yīng)采用盾構(gòu)刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正滾動(dòng)偏差。提示操縱者必須切換刀盤旋轉(zhuǎn)方向，進(jìn)行反轉(zhuǎn)糾偏。2、盾構(gòu)上下傾斜與水平傾斜： 盾構(gòu)掘進(jìn)過程中可能存在盾構(gòu)機(jī)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線方向的偏差，為了保持盾構(gòu)良好姿態(tài)，避免管片的受力不均，盾構(gòu)上下傾斜與水

22、平傾斜應(yīng)控制在2%以內(nèi)，通過應(yīng)用盾構(gòu)千斤頂逐步進(jìn)行糾正。避免因管片襯砌環(huán)的中心和盾構(gòu)機(jī)的中心有偏移過大，使管片局部受力過大引起管片破損。3、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制的一般細(xì)則在一般情況下，盾構(gòu)機(jī)的方向偏差應(yīng)控制在20mm以內(nèi)，在緩和曲線段及圓曲線段，盾構(gòu)機(jī)的方向偏差控制在30mm以內(nèi)，曲線半徑越小，控制難度越大。這將受到設(shè)備狀況、地質(zhì)條件和施工操作等方面原因的影響。當(dāng)開挖面土體較均勻或軟硬上下相差不大時(shí)，保持盾構(gòu)機(jī)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線平行比較容易。一般情況下方向偏角控制在5mmm以內(nèi)，特殊情況下不宜超10mmm；否則，會(huì)因盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎過急造成盾尾間隙過小和管片錯(cuò)臺(tái)破裂。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)遇到上硬下軟土層時(shí)，為防止盾構(gòu)

23、機(jī)機(jī)頭下垂，要保持上仰姿態(tài)(即傾角為正)；反之，則保持下俯姿態(tài)(即傾角為負(fù))。掘進(jìn)時(shí)要注意上下兩端或左右兩側(cè)的千斤頂行程不能相差太大，一般控制在20mm以內(nèi)，特殊情況下不能超過60mm。當(dāng)開挖面內(nèi)的地層左、右軟硬相差很大而且又是處在曲線段時(shí)盾構(gòu)機(jī)的方向控制將比較困難。此時(shí)，可降低掘進(jìn)速度，合理調(diào)節(jié)各分區(qū)的千斤頂推力，必要時(shí)，可將水平偏角放寬到10mmm,以加大盾構(gòu)機(jī)的調(diào)向力度。當(dāng)以上操作仍無法將盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)到合理位置時(shí)，將考慮在硬巖區(qū)使用仿形刀進(jìn)行超挖。在曲線段掘進(jìn)時(shí)，管片易往曲線外側(cè)偏移，因此，一般情況下讓盾構(gòu)機(jī)向曲線內(nèi)側(cè)偏移一定量。根據(jù)曲線半徑不同，偏移量通常取1030mm。當(dāng)掘進(jìn)進(jìn)入緩和曲線和曲線前，應(yīng)將盾構(gòu)機(jī)水平位置偏離調(diào)整至0mm。右轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)逐步增加至+20mm，左轉(zhuǎn)彎則調(diào)整至-20mm。以保證隧道成型后與設(shè)計(jì)軸線基本一致。在盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制中，推進(jìn)油缸的行程控制是重點(diǎn)。對(duì)于1.5m寬的管片，原則上推進(jìn)油缸的行程控制在17001800mm之間，行程差控制在050mm之間，行程過大，則盾尾容易露出，管片脫離盾尾較多，