长距离与曲线导向

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1、在隧道掘进机的精确导向问题上有几个因素是类似工程所共有的。这些因素包括：客户要求的校准精度;开工前决定挖掘工作面的测量精度;工程开始、建设中、完工以及蠕动测量;设备操作员所使用的临时参照系统；用以设备操作员能够精确定位的参数表示等。   虽然任何的隧道都不可能与设计隧道轴线(DTA)完全一致，我们的目标是尽可能地位偏移量控制在绝对的最小偏移量之内。   尽管在建设中这些因素都是导向系统之外的事，隧道掘进机的蠕动测量还是由许多因素，包括：进行必要的测量所需要的空间；成功完成测量所需要的时间；所需有资格测量人员的来源和经费；掘进机的掘进进度。   过去，临时工作参照系的测量有简单的方法

2、(如用三根线代表直线的方法)和复杂的方法(如用陀螺和惯性系统的方法)。可是，在过去30年里激光一直是最普通最可靠的方法，而且在全球广泛使用。   激光基准点最初是安装在起始工作坑，后来移到隧道上相对稳定的壁或衬板上。它的位置由测量人员决定。激光器发出的可见光束提供主要的参考。光束典型的发射距离是100-200m，由激光器的功率、隧道条件以及光束所经受的折射量决定。   激光束的投射通过机器中开口(激光窗)以及其他辅助设备到装在掘进机前部的目标靶上。   从激光器到目标靶的有效距离取决于激光窗的大小和隧道的弯曲率。在长距离顶进的条件下，相应的位置已经确定，可是激光并不能到达目标靶上。

3、这时应该把激光前移到一个新位置上。1VMT   在所有VMT导向系统里，激光是从一个由Leica公司制造的VMT激光经纬仪上发射出来的，经纬仪负责测定光束的方位角和标高。当激光打中ELS目标靶时，精确的光束的中心相对目标靶中心就决定了。同样激光打中ESL靶的水平角也就决定了。安装在ELS靶上是一个双轴倾斜传感器，负责监视ELS靶的倾斜和起伏状况。ELS的前端是一个后向反射的棱镜。从激光参考点位置到ELS靶的距离由倾斜仪中的DEM测量。   利用这些信息就可以测出ELS相对于激光参考点及其重心的相对位置和方位。(在开机前机器上的ELS目标靶的位置已经测量过。因此，挖掘设备相对于激光参

4、考点的位置和方位也就知道了。这些信息与驱动部分的校淮精度一起就能简单地告诉设备操作员设备现有的位置和设备应该所处的位置。之后，这些信息将用来操纵设备使之准确地实现相应的校准水平。   顶管时，为设备操作员所提供的导向信息有着本质的不同。因为设备已经行进到某个位置时，激光束无法从起始工作坑激活ELS目标靶。   这时，激光参照点必须固定在移动管内。一旦激光参考点不再一个固定的位置上，这个因素还必须考虑在内。   应该做下列假设和记录附加的信息。对顶管基本假设是"管子将紧跟着设备掘进所形成的孔"。这种假设不一定总是有效，有时还必须作相应的计算和调整。   设备的位置将通过驱动部分在一定

5、的时间间隔上作了纪录。当要在某一根移动管子上安装激光参考点时，从记录上我们就可以知道管子的中心位置，即掘进机的位置具有相同的链距或驱动距离。然而，管子的方位将可以肯定完全不同于掘进机的方位。   如果激光参考点的位置不是在管子的正中管子一回转将导致激光参考点的位置变化。管子的转动将由倾斜计测量，由此便可以计算出激光参考点的更正值。   为了保证激光的方位在一个恒定的标高，因此，排除管子偏离计算值所造成的影响，特激光经纬仪安装在一个自矫正的平台上，这将克服管子回转和倾斜导致的任何运动，保证经纬仪维持在补偿器设定的范围。   激光参考点的方位角将根据后视目标靶来决定。当后视目标靶安装在

6、一个固定位置上时，计算方位角就是一目了然的事了。然而，一旦需要在移动的管子上安装后视目标靶时，就必须依靠在给定链测距离内掘进机位置的记录值来确定安装后视目标靶的管子在给定链值上的位置。同样也必须通过倾斜仪来监视管子的旋转以便计算出后视目标靶的旋转矫正值。   利用这些值来精确确定激光参考系的位置和方位，同样就可以给操作员指出掘进机在给定的校准精度下的相对位置。   实际上，精度的实现取决与下列假设和外界因素，如管子加工的不规则性，挖掘过度或曲率半径过小的弯曲矫正并不能足以达到驱动器所容许的公差。因此，有必要定时地控制测量，用测量值代替设备的纪录值。这类控制测量的间隙应该不大于每一百

7、米一次。   同样也曾经发现管子的动态行为大不一样，如因为地层条件的变化或掘进机工作时液压系统压力的变化，它的值与静态控制测量时的值由相当大的区别。因此，有必要更新控制测量之间管子行程的纪录值。   可移动式激光经纬仪的出现使得在控制测量的间隙内进行更经常的自动测量循环。这种测量循环不仅能给出激光的更新位置和方位，而且还能给出管子超前于激光一段距离的位置和方位。将这段作为参考管子的位置纪录并储存起来作为参考线的一部分，系统将把它当作管线位置的工作纪录。   使用者还可