盾构机自动导向系统的测量方法研究

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1、施工技术.//0年1月23!"#$%&’!%("#%)!*#"+",-第23卷第1期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!盾构机自动导向系统的测量方法研究潘明华，朱国力（华中科技大学，湖北武汉32//43）［摘要］介绍了利用激光标靶、全站仪和5+!构成盾构姿态测量系统获得测量数据的方法，利用这些测量数据求取盾构机的坐标位置和角度的算法，通过与隧道设计曲线的比较得到盾构机在水平方向和垂直方向上的位置和角度偏差值，使操作人员可以通过这些结果控制盾构机的掘进操作。［关键词］隧道工程；盾构；自动导向

2、系统；位置测量；姿态测量［中图分类号］%’6.7［文献标识码］8［文章编号］7//.9:36（:.//0）/19//239/2!"#$%&’()*+#,)()"-&$+&’"-).#"&/*"012#0$034!%+")/&’!-0)5$(*1-03)!"#$%&’9()*，+,-.)/90%（!"#$%&’()’*+,-.*/0&123*,’3,#’45,3%’&6&(0，7"%#’，!"8,*32//43，9%*’#）.6+",*1"：(;<=>?@A<>BCD，@E<=FA?>;;HID<=FG?FJ@?=>DCG@<<>

3、EAD?K?F;@;G5+!，@;G?<@F;ID<=FG?;@DCGI@B=>;DM><=<=D?DID@?EADG@<@N);H>;DDA?B@;BFIL@ADB@CBEC@<>F;AD?EC<=<=DH;BEAOD>;FAGDA;GDO>@<>F;O@CED?FJ=FA>QF;<@CLF?><>F;，ODA<>B@CLF?><>F;@;G@;HCD?FJ<=D?=>DCGI@B=

4、>;D，@;GB@;@GFL<<=D?DAD?EC;HFLDA@<>F;?FJ<=D?=>DCGI@B=>;DN7)%8&,$+：;DDA>;H；?=>DCG；@EBHE>G>;H?K?<>F;ID@?EAD；@<<>

5、三维坐标系（绝对坐标系）中设仪测量目标点的距离。在具有铰接装置的盾构机中，计的，要得到盾构机掘进过程中的误差，就必须通过测要通过目标点坐标换算盾尾中心的坐标，就需要知道量计算得到盾构机在绝对坐标系中的坐标位置和方位盾首与盾尾的轴线角度变化，因此需要知道铰接油缸角。具体来说，就是要得到盾构机切口中心以及盾尾的长度。所以测量系统主要有以下3部分组成：中心在隧道三维坐标系中的坐标位置以及盾构机轴线（7）激光标靶激光标靶是严密封装的精密仪器。的方位角，通过与隧道设计曲线上的对应点坐标以及在标靶下部安装全反射棱镜，以便全站仪测量激光标对应点所在位置的曲线方向相比较，得到位置偏差值靶的位置

6、和自动锁定激光标靶。标靶正面是感光面，（水平方向和垂直方向）以及角度偏差值（水平偏航角接收全站仪发出的激光束，通过标靶内部传感器测量得到激光束对标靶表面法线的夹角。标靶内部在横向和坡度角）。和纵向分别安装一部倾角仪，用来测量盾构机的滚角盾构的姿态和位置测量方法可分为人工测量和自和坡度角。激光标靶固定在盾构机的机身内，在安装动测量.类。目前自动导向测量系统主要有英国的时其位置就确定了，安装后要精确测量标靶在盾构机R)S、德国的TU%和日本的,-&"等系统。前两者为内的相对位置（见图7）。激光导向，后者为陀螺仪导向。激光全站仪系统是国（.）具有自动锁定目标功能的全站仪全站仪测外目前

7、应用比较广泛的一种自动导向系统。在:12计划项目“地铁盾构姿态测量导向系统”的［收稿日期］.//09/2977支持下，华中科技大学与上海隧道工程股份有限公司［基金项目］国家:12计划资助项目（.//2883./72/）合作，共同开展了盾构自动导向系统的理论研究和系［作者简介］潘明华（7644—），男，湖北武汉人，华中科技大学机械学院硕士研究生，湖北武汉市珞喻路7/24号华中科技大学东统开发工作。1舍220室32//43，电话：7200373113/)&&:;/<9潘明华等：盾构机自动导向系统