長距離與曲線導向

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1、在隧道掘進機的精確導向問題上有幾個因素是類似工程所共有的。這些因素包括：客戶要求的校準精度;開工前決定挖掘工作面的測量精度;工程開始、建設中、完工以及蠕動測量;設備操作員所使用的臨時參照系統(tǒng)；用以設備操作員能夠精確定位的參數(shù)表示等。???雖然任何的隧道都不可能與設計隧道軸線(DTA)完全一致，我們的目標是盡可能地位偏移量控制在絕對的最小偏移量之內。???盡管在建設中這些因素都是導向系統(tǒng)之外的事，隧道掘進機的蠕動測量還是由許多因素，包括：進行必要的測量所需要的空間；成功完成測量所需要的時間；所需有資格測量人員的來源和經(jīng)費；掘進機的掘進進度。???過去，臨時工作參照系的測量有簡單的方法

2、(如用三根線代表直線的方法)和復雜的方法(如用陀螺和慣性系統(tǒng)的方法)。可是，在過去30年里激光一直是最普通最可靠的方法，而且在全球廣泛使用。???激光基準點最初是安裝在起始工作坑，后來移到隧道上相對穩(wěn)定的壁或襯板上。它的位置由測量人員決定。激光器發(fā)出的可見光束提供主要的參考。光束典型的發(fā)射距離是100-200m，由激光器的功率、隧道條件以及光束所經(jīng)受的折射量決定。???激光束的投射通過機器中開口(激光窗)以及其他輔助設備到裝在掘進機前部的目標靶上。???從激光器到目標靶的有效距離取決于激光窗的大小和隧道的彎曲率。在長距離頂進的條件下，相應的位置已經(jīng)確定，可是激光并不能到達目標靶上。

3、這時應該把激光前移到一個新位置上。1VMT???在所有VMT導向系統(tǒng)里，激光是從一個由Leica公司制造的VMT激光經(jīng)緯儀上發(fā)射出來的，經(jīng)緯儀負責測定光束的方位角和標高。當激光打中ELS目標靶時，精確的光束的中心相對目標靶中心就決定了。同樣激光打中ESL靶的水平角也就決定了。安裝在ELS靶上是一個雙軸傾斜傳感器，負責監(jiān)視ELS靶的傾斜和起伏狀況。ELS的前端是一個后向反射的棱鏡。從激光參考點位置到ELS靶的距離由傾斜儀中的DEM測量。???利用這些信息就可以測出ELS相對于激光參考點及其重心的相對位置和方位。(在開機前機器上的ELS目標靶的位置已經(jīng)測量過。因此，挖掘設備相對于激光參

4、考點的位置和方位也就知道了。這些信息與驅動部分的?；淳纫黄鹁湍芎唵蔚馗嬖V設備操作員設備現(xiàn)有的位置和設備應該所處的位置。之后，這些信息將用來操縱設備使之準確地實現(xiàn)相應的校準水平。???頂管時，為設備操作員所提供的導向信息有著本質的不同。因為設備已經(jīng)行進到某個位置時，激光束無法從起始工作坑激活ELS目標靶。???這時，激光參照點必須固定在移動管內。一旦激光參考點不再一個固定的位置上，這個因素還必須考慮在內。???應該做下列假設和記錄附加的信息。對頂管基本假設是"管子將緊跟著設備掘進所形成的孔"。這種假設不一定總是有效，有時還必須作相應的計算和調整。???設備的位置將通過驅動部分在一定

5、的時間間隔上作了紀錄。當要在某一根移動管子上安裝激光參考點時，從記錄上我們就可以知道管子的中心位置，即掘進機的位置具有相同的鏈距或驅動距離。然而，管子的方位將可以肯定完全不同于掘進機的方位。???如果激光參考點的位置不是在管子的正中管子一回轉將導致激光參考點的位置變化。管子的轉動將由傾斜計測量，由此便可以計算出激光參考點的更正值。???為了保證激光的方位在一個恒定的標高，因此，排除管子偏離計算值所造成的影響，特激光經(jīng)緯儀安裝在一個自矯正的平臺上，這將克服管子回轉和傾斜導致的任何運動，保證經(jīng)緯儀維持在補償器設定的范圍。???激光參考點的方位角將根據(jù)后視目標靶來決定。當后視目標靶安裝在

6、一個固定位置上時，計算方位角就是一目了然的事了。然而，一旦需要在移動的管子上安裝后視目標靶時，就必須依靠在給定鏈測距離內掘進機位置的記錄值來確定安裝后視目標靶的管子在給定鏈值上的位置。同樣也必須通過傾斜儀來監(jiān)視管子的旋轉以便計算出后視目標靶的旋轉矯正值。???利用這些值來精確確定激光參考系的位置和方位，同樣就可以給操作員指出掘進機在給定的校準精度下的相對位置。???實際上，精度的實現(xiàn)取決與下列假設和外界因素，如管子加工的不規(guī)則性，挖掘過度或曲率半徑過小的彎曲矯正并不能足以達到驅動器所容許的公差。因此，有必要定時地控制測量，用測量值代替設備的紀錄值。這類控制測量的間隙應該不大于每一百

7、米一次。???同樣也曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)管子的動態(tài)行為大不一樣，如因為地層條件的變化或掘進機工作時液壓系統(tǒng)壓力的變化，它的值與靜態(tài)控制測量時的值由相當大的區(qū)別。因此，有必要更新控制測量之間管子行程的紀錄值。???可移動式激光經(jīng)緯儀的出現(xiàn)使得在控制測量的間隙內進行更經(jīng)常的自動測量循環(huán)。這種測量循環(huán)不僅能給出激光的更新位置和方位，而且還能給出管子超前于激光一段距離的位置和方位。將這段作為參考管子的位置紀錄并儲存起來作為參考線的一部分，系統(tǒng)將把它當作管線位置的工作紀錄。???使用者還可