盾构测量(重要)

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1、标准文档第二十一章隧道掘进激光导向及掘进管理系统第一节激光导向系统随着科学技术的发展，激光导向技术已开始用于隧道掘进工程中。其原理就是利用有良好直线性光束的激光，投射到盾构里，使操纵者及时地了解盾构的偏离、偏转情况，并随时纠正顶进方向，保证施工质量，提高施工速度。目前采用的导向系统主要有VMT、PPS、日本演算工坊三种。一、激光导向系统的主要作用盾构在掘进中，由于地层阻力、刀盘切削反作用力及推进千斤顶作用力等的不均，使盾构偏离既定的中心，这在施工中是不允许的。盾构施工的激光导向系统的作用是随时指出盾构的顶

2、进方向，使司机能控制机器按预定的设计线路顶进。(1)可以通过隧道设计的几何元素计算出隧道的理论轴线。(2)通过测倾仪测量盾构机的滚动和俯仰角度并予以显示。(3)在显示屏上随时以图形直观显示盾构机轴线相对于隧道设计轴线的准确位置，便于操作者根据偏差随时调整盾构机掘进的姿态和位置，使盾构机的掘进轴线逼近隧道设计轴线。(4)掘进一环后，从盾构机PLC自动控制系统获得推进油缸的伸长量数值，依此计算出上一环管片的管环平面位置，输入盾尾间隙数据后，计算出这一环适合拼装的管片类型。(5)从数据库中可以查阅各环的掘进姿态

3、及其他相关资料。(6)通过调制解调器和电话线与地面办公室的电脑建立联系，将盾构机掘进数据传输到地面，便于工程管理人员实时监控盾构机的掘进情况。二、激光导向的工作原理将激光发生器固定在已成洞的洞壁上。利用激光导向技术发射出来的直线光束，投射到盾构里的靶板上，再用某种支持系统，以一种简单易见的形式指出盾构顶进的方向。激光测量线是一束容易看见的明亮的红光束，投射到盾构内的塑料靶板上是一个红光点。司机根据激光投射的光点与靶上预先设计好的隧道中心线位置是否相符来调整盾构上、下、左、右的位置。设备以固定参考点激光器发

4、出的光束为基准计算掘进机的位置。知道掘进机的位置后就可以计算出与设计洞线的偏差。为了测量掘进机的位置，需要使用两个包含传感器的装置，即目标靶和倾斜计。这两个装置通过电缆及配电箱与控制单元相连，配图21-1-1激光导向装置实用大全标准文档电箱为传感器提供电源。目标靶测量激光束击中的位置及其入射角。倾斜计测量掘进机两个方向上的偏转角度。三、激光导向系统的组成激光导向系统由激光发射装置、检查和转换装置、控制装置组成。1、激光发射装置激光发射装置包括两个部分，即激光器和光学仪器。2、检查和转换装置检查和转换装置由

5、在盾构支承环后端隔板上的接收靶、接收器、放大器和测量倾斜的摇摆倾斜计等组成。接收激光的靶板有两种：一种仅在靶板上绘有掘进设计中心图线，以观察激光点与该设计中心线的差距，供司机调整盾构方向；另一种则具有光电转换功能的靶板。第二种靶板又有以下两种，一种是带有X轴和Y轴伺服随动机构——光电板。当激光光点射到光电板时，通过光敏元件转换成电量，经过放大器输入变换器。如果再接入电子计算机，就能形成全自动控制的导向、调向系统。另一种是激光靶板的受光板分为A、B和C、D四个区域，A、B和C、D的受光面积和电量的输出率成比

6、例。受光板靠伺服马达在水平、垂直两个方向移动，伺服马达用齿轮与同步马达啮合。伺服马达的移出量就是同步马达移动量，同步马达的输出作为电信号输出，来显示偏差，并控制调向装置。转换方式为差动转换式，它可调整盾构倾斜的位置。是依靠摇摆倾斜计的摆角信号，输入变换器中转换成角度来显示的。3、显示和控制装置在盾构后方台车上装有变换器、显示器、打印机，彼此以电路连接。从接收器传来的Y轴、X轴和倾斜计的信号（电量），经变换器转换成数字显示在显示仪上。X、Y是以毫米表示，倾斜角以度、分表示。目前海瑞克自动测量系统采用是VMT

7、公司开发的SLS—TAPD自动测量系统。法马通自动测量系统采用PPS自动测量系统。其系统的基本原理相似。海瑞克盾构机采用的德国VMT公司的SLS—TAPD隧道掘进激光导向系统。该系统主要有激光经纬仪、电子激光靶、控制箱、计算机及其他配套硬件和软件组成。隧道掘进软件是SLS—TAPD激光导向系统的核心。通过其附带的通信装置接收数据，由隧道掘进软件计算出盾构机的位置和姿态，并以图表和数字在屏幕上显示，使盾构机的位置一目了然。海瑞克盾构机的掘进管理系统采用西门子公司的S—7型可编程控制器PLC。该系统对全机掘进

8、过程中发生的模拟信号、数字信号和开关信号进行采集和处理，并根据程序对相应的部件进行驱动、保护和报警。按掘进、管片拼装和停止掘进三个不同的盾构机运行状态段来进行数据记录、处理、存储和显示，监控盾构机运行过程中的相关关键参数，同时将相关数据传送到地面计算机中。该系统还可以查找盾构机以前掘进的数据信息，并打印出各环掘进的情况，供施工管理人员进行分析。维尔特盾构机的屏幕显示画面更为直观，可以直接从屏幕上读出有关掘进数据。四、SLS-T