盾構(gòu)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)在城市軌道交通工程的應(yīng)用研究
1 引言
盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)實(shí)時(shí)正確測(cè)定,是隧道順利推進(jìn)和確保工程質(zhì)量的前提,其重要性不言而喻。
在盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)化程度越來越高的今天,甚至日掘進(jìn)量超過二十米,可想而知,測(cè)量工作的壓力是相當(dāng)大的。這不僅要求精度高,不出錯(cuò);還必須速度快,對(duì)工作面交叉影響盡可能小。因此,為了能夠在隧道施工過程中及時(shí)準(zhǔn)確給出方向偏差,并予以指導(dǎo)糾偏,國(guó)內(nèi)外均有研制的精密自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)用于隧道工程中,對(duì)工程起到了很好的保證作用。
1.1 國(guó)內(nèi)使用簡(jiǎn)況
國(guó)內(nèi)隧道施工中測(cè)量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)所采用的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有:德國(guó)VMT公司的SLS—T方向引導(dǎo)系統(tǒng);英國(guó)的ZED系統(tǒng);日本TOKIMEC的TMG—32B(陀螺儀)方向檢測(cè)裝置等等。所采用的設(shè)備都是由國(guó)外進(jìn)口來的。據(jù)了解,目前有些地鐵工程中(如廣州、南京)在用SLS—T系統(tǒng),應(yīng)用效果尚好。
總的來看,工程中使用自動(dòng)系統(tǒng)的較少。究其原因:一是設(shè)備費(fèi)或租賃費(fèi)較昂貴;二是對(duì)使用者要求高,普通技術(shù)人員不易掌握;三是有些系統(tǒng)的操作和維護(hù)較人工方法復(fù)雜,在精度可靠性上要輔助其它方法來保證。
1.2 國(guó)外系統(tǒng)簡(jiǎn)況
國(guó)外現(xiàn)有系統(tǒng)其依據(jù)的測(cè)量原理,是把盾構(gòu)機(jī)各個(gè)姿態(tài)量(包括:坐標(biāo)量—X.Y.Z,方位偏角、坡度差、軸向轉(zhuǎn)角)分別進(jìn)行測(cè)定,準(zhǔn)確性和時(shí)效性受系統(tǒng)構(gòu)架原理和測(cè)量方法限制,其系統(tǒng)或者很復(fù)雜而降低了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性,加大了投入的成本,或者精度偏低,或者功能不足,需配合其他手段才能完成。
國(guó)外生產(chǎn)的盾構(gòu)設(shè)備一般備有可選各自成套的測(cè)量與控制系統(tǒng),作業(yè)方式主要以單點(diǎn)測(cè)距定位、輔以激光方向指向接收靶來檢測(cè)橫向與垂向偏移量的形式為主。另外要有縱、橫兩個(gè)精密測(cè)傾儀輔助[7]。有些(日本)盾構(gòu)機(jī)廠商提供的測(cè)控裝置中包括陀螺定向儀,采用角度與距離積分的計(jì)算方法[1] [2],對(duì)較長(zhǎng)距離和較長(zhǎng)時(shí)間推進(jìn)后的盾構(gòu)機(jī)方位進(jìn)行校核,但精度偏低,對(duì)推進(jìn)只起到有限的參考作用。
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