長(zhǎng)距離與曲線導(dǎo)向

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1、在隧道掘進(jìn)機(jī)的精確導(dǎo)向問題上有幾個(gè)因素是類似工程所共有的。這些因素包括：客戶要求的校準(zhǔn)精度;開工前決定挖掘工作面的測(cè)量精度;工程開始、建設(shè)中、完工以及蠕動(dòng)測(cè)量;設(shè)備操作員所使用的臨時(shí)參照系統(tǒng)；用以設(shè)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(shè)計(jì)隧道軸線(DTA)完全一致，我們的目標(biāo)是盡可能地位偏移量控制在絕對(duì)的最小偏移量之內(nèi)。???盡管在建設(shè)中這些因素都是導(dǎo)向系統(tǒng)之外的事，隧道掘進(jìn)機(jī)的蠕動(dòng)測(cè)量還是由許多因素，包括：進(jìn)行必要的測(cè)量所需要的空間；成功完成測(cè)量所需要的時(shí)間；所需有資格測(cè)量人員的來源和經(jīng)費(fèi)；掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)進(jìn)度。???過去，臨時(shí)工作參照系的測(cè)量有簡(jiǎn)單的方法

2、(如用三根線代表直線的方法)和復(fù)雜的方法(如用陀螺和慣性系統(tǒng)的方法)?？墒?，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(zhǔn)點(diǎn)最初是安裝在起始工作坑，后來移到隧道上相對(duì)穩(wěn)定的壁或襯板上。它的位置由測(cè)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(jī)器中開口(激光窗)以及其他輔助設(shè)備到裝在掘進(jìn)機(jī)前部的目標(biāo)靶上。???從激光器到目標(biāo)靶的有效距離取決于激光窗的大小和隧道的彎曲率。在長(zhǎng)距離頂進(jìn)的條件下，相應(yīng)的位置已經(jīng)確定，可是激光并不能到達(dá)目標(biāo)靶上。

3、這時(shí)應(yīng)該把激光前移到一個(gè)新位置上。1VMT???在所有VMT導(dǎo)向系統(tǒng)里，激光是從一個(gè)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(fù)責(zé)測(cè)定光束的方位角和標(biāo)高。當(dāng)激光打中ELS目標(biāo)靶時(shí)，精確的光束的中心相對(duì)目標(biāo)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(gè)雙軸傾斜傳感器，負(fù)責(zé)監(jiān)視ELS靶的傾斜和起伏狀況。ELS的前端是一個(gè)后向反射的棱鏡。從激光參考點(diǎn)位置到ELS靶的距離由傾斜儀中的DEM測(cè)量。???利用這些信息就可以測(cè)出ELS相對(duì)于激光參考點(diǎn)及其重心的相對(duì)位置和方位。(在開機(jī)前機(jī)器上的ELS目標(biāo)靶的位置已經(jīng)測(cè)量過。因此，挖掘設(shè)備相對(duì)于激光參

4、考點(diǎn)的位置和方位也就知道了。這些信息與驅(qū)動(dòng)部分的校淮精度一起就能簡(jiǎn)單地告訴設(shè)備操作員設(shè)備現(xiàn)有的位置和設(shè)備應(yīng)該所處的位置。之后，這些信息將用來操縱設(shè)備使之準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的校準(zhǔn)水平。???頂管時(shí)，為設(shè)備操作員所提供的導(dǎo)向信息有著本質(zhì)的不同。因?yàn)樵O(shè)備已經(jīng)行進(jìn)到某個(gè)位置時(shí)，激光束無法從起始工作坑激活ELS目標(biāo)靶。???這時(shí)，激光參照點(diǎn)必須固定在移動(dòng)管內(nèi)。一旦激光參考點(diǎn)不再一個(gè)固定的位置上，這個(gè)因素還必須考慮在內(nèi)。???應(yīng)該做下列假設(shè)和記錄附加的信息。對(duì)頂管基本假設(shè)是"管子將緊跟著設(shè)備掘進(jìn)所形成的孔"。這種假設(shè)不一定總是有效，有時(shí)還必須作相應(yīng)的計(jì)算和調(diào)整。???設(shè)備的位置將通過驅(qū)動(dòng)部分在一定

5、的時(shí)間間隔上作了紀(jì)錄。當(dāng)要在某一根移動(dòng)管子上安裝激光參考點(diǎn)時(shí)，從記錄上我們就可以知道管子的中心位置，即掘進(jìn)機(jī)的位置具有相同的鏈距或驅(qū)動(dòng)距離。然而，管子的方位將可以肯定完全不同于掘進(jìn)機(jī)的方位。???如果激光參考點(diǎn)的位置不是在管子的正中管子一回轉(zhuǎn)將導(dǎo)致激光參考點(diǎn)的位置變化。管子的轉(zhuǎn)動(dòng)將由傾斜計(jì)測(cè)量，由此便可以計(jì)算出激光參考點(diǎn)的更正值。???為了保證激光的方位在一個(gè)恒定的標(biāo)高，因此，排除管子偏離計(jì)算值所造成的影響，特激光經(jīng)緯儀安裝在一個(gè)自矯正的平臺(tái)上，這將克服管子回轉(zhuǎn)和傾斜導(dǎo)致的任何運(yùn)動(dòng)，保證經(jīng)緯儀維持在補(bǔ)償器設(shè)定的范圍。???激光參考點(diǎn)的方位角將根據(jù)后視目標(biāo)靶來決定。當(dāng)后視目標(biāo)靶安裝在

6、一個(gè)固定位置上時(shí)，計(jì)算方位角就是一目了然的事了。然而，一旦需要在移動(dòng)的管子上安裝后視目標(biāo)靶時(shí)，就必須依靠在給定鏈測(cè)距離內(nèi)掘進(jìn)機(jī)位置的記錄值來確定安裝后視目標(biāo)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(zhuǎn)以便計(jì)算出后視目標(biāo)靶的旋轉(zhuǎn)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(jìn)機(jī)在給定的校準(zhǔn)精度下的相對(duì)位置。???實(shí)際上，精度的實(shí)現(xiàn)取決與下列假設(shè)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(dá)到驅(qū)動(dòng)器所容許的公差。因此，有必要定時(shí)地控制測(cè)量，用測(cè)量值代替設(shè)備的紀(jì)錄值。這類控制測(cè)量的間隙應(yīng)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(dòng)態(tài)行為大不一樣，如因?yàn)榈貙訔l件的變化或掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)液壓系統(tǒng)壓力的變化，它的值與靜態(tài)控制測(cè)量時(shí)的值由相當(dāng)大的區(qū)別。因此，有必要更新控制測(cè)量之間管子行程的紀(jì)錄值。???可移動(dòng)式激光經(jīng)緯儀的出現(xiàn)使得在控制測(cè)量的間隙內(nèi)進(jìn)行更經(jīng)常的自動(dòng)測(cè)量循環(huán)。這種測(cè)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(jì)錄并儲(chǔ)存起來作為參考線的一部分，系統(tǒng)將把它當(dāng)作管線位置的工作紀(jì)錄。???使用者還可