盾构机纠偏线路设计.pdf

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1、·中国铁建重工集团有限公司专题·盾构机纠偏线路设计贺泊宁(中国铁建重工集团有限公司长沙410100)摘要为了控制盾构机按照隧道设计轴线掘进，当盾构机实际位置与设计轴线偏差过大时，需要进行纠偏。为防止纠偏过度产生蛇形掘进，就要设计最优的纠偏曲线。对纠偏曲线设计的约束条件进行分析，通过推导建立了纠偏曲线模型。关键词盾构机纠偏曲线轨迹规划中图分类号U455．43文献标识码A文章编号1009-4539(2012)10-0032-03ShieldMachineCorrectiveCircuitDesignHeBoning(ChinaRailwayConstructionHeavyIndust

2、ryGroupCo．Ltd．，Changsha410100，China)AbstractToensuretheshieldmachinetunnelalongtheaxisofthetunneldesign，whentheactuallocationanddesignoftheshieldmachineaxisdeviationgoestoolargeandneedstobecorrected，itisnecessarytodesigntheoptimalcorrectivecurvetopreventovercorrectiontunnel．Thisarticleanalyzes

3、correctivecurvedesignconstraintsandestablishescorrectivecurvemodelbyderivation．Itprovidesareferenceforthecorrectioncurvedesignoftheshieldmachine．Keywordsshieldmachine;correctivecurve;trajectoryplanning等因素的影响会导致盾构机掘进时的受力不均匀，1引言掘进中产生偏差。随着我国地铁建设事业的高速发展，盾构法施2．2盾构机设备影响工隧道越来越多。在盾构法施工中，为保证施工质由于盾构机设备的

4、尺寸、调节精度等因素的限量，必须对隧道的轴线进行良好的控制，实时性纠制，掘进时不能完美地达到盾构操作者所希望的掘偏曲线设计就是一个必须解决的问题。进位置，而产生偏差。盾构法施工过程中，常常由于地质情况变化、2．3纠偏策略影响盾构旋转等因素导致盾构偏离设计线路。为保证盾构机操作者由于自己的经验情况，当盾构机按照设计线路进行掘进，就需要进行纠偏。而在纠产生偏差后，自身对纠偏策略的选择不同，会导致偏过程中，由于对纠偏线路的选择不当，常导致过纠偏效果不同。对于一个经验缺乏的盾构机操作纠偏，使盾构机蛇形掘进，这样成型的隧道容易产者，很可能在针对之前的偏差情况下，过渡纠偏，反生管片破裂、错台、

5、隧道渗水等诸多问题。因此，实而产生更为严重的二次偏差，造成姿态失控，如图1时设计纠偏曲线，进行掘进纠偏指导就十分必要。所示。2偏差产生原因2．1地质因素影响在实际掘进中，由于土体不均，上软下硬、溶洞收稿日期:2012-08-15图1蛇形掘进32铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2012(10)·中国铁建重工集团有限公司专题·的精确控制问题，这受到盾构机尺寸和掘进精度3关键技术影响。盾构机纠偏，实际上要解决的就是盾构机“从4纠偏曲线需满足的条件哪里来”和“到哪里去”以及“怎么去”的问题。首先就需要两方面的数据，一是盾构当前位置数据，这当我们明确了“

6、从哪里来”和“到哪里去”之后，是“从哪里来”的问题;二是隧道设计轴线，这是“到所要解决的就是“怎样去”的问题。“怎样去”就是哪里去”的问题。其次是纠偏曲线轨迹规划，以及寻找一条曲线尽快使得盾构机从当前位置回到隧人机交互，盾构控制技术，这是解决“怎么去”的问道设计轴线上，这条曲线要根据盾构机的位置和姿题。盾构机纠偏的关键技术见图2。态的几何属性，最终得到一条连接始末状态的光滑的几何曲线，这一过程中不需要考虑盾构机的动力学特性。纠偏曲线设计是一种形式的路径规划，生成满足系统约束条件的运动时间序列，最终到连接始末状态的光滑运动轨迹。这一过程中就要解决盾构图2盾构机纠编的关键技术机纠偏过程

7、中要满足的约束条件。在这里所需满3．1盾构机精确定位技术足的约束条件，实际上就是对最小转弯半径的约束。重点利用具有多传感器测量的自动导向系统纠偏曲线的最小转弯半径受到三个条件约束。实现。自动导向系统是自动测量盾构机位置的测(1)盾构机最小转弯半径量系统。主要由全站仪，棱镜，倾斜仪，工控机等组盾构机的最小转弯半径主要受铰接约束，前盾成。通过实时测量盾构机上的棱镜，计算出盾构机中盾尾盾间的铰接油缸限制着转弯情况。现在常的位置姿态数据，提供给盾构操作员。用的盾构机的最小转弯