[發(fā)明專利]一種盾構管片姿態(tài)的計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410838821.2
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104567859A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 商科軍;程文鋒;高冰;李林;吳文奇;何邦亮;夏云
• 申請（專利權）人: 中鐵上海工程局集團有限公司;中鐵上海工程局集團有限公司城市軌道交通工程分公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

技術領域

本發(fā)明屬于盾構隧道施工技術領域，具體涉及一種盾構管片姿態(tài)的計算方法。

背景技術

隨著城市的不斷發(fā)展，城市地下空間利用率不斷提高。為滿足城市的發(fā)展速度，提高人員出行效率，各大城市均在大力發(fā)展地鐵公共交通。

盾構法是使用盾構機在地面以下建造隧道的一種施工方法。盾構機在與隧道形狀一致的盾構外殼內，裝備著推進機構、擋土機構、出土運輸機構、安裝襯砌管片機構等部件，是隧道開挖施工專用機械。采用此法建造隧道，其埋設深度可以很深，而且不受地面建筑物和交通的限制。地鐵盾構的精密定向技術是盾構施工進程中的一項重要內容，在盾構機掘進過程中，對其實現實時高精度姿態(tài)定位測量，對于地鐵施工來說具有十分重要的意義。所謂的盾構機掘進過程中的姿態(tài)定位測量是指盾構軸線的測量，盾構的姿態(tài)和軸線的位置關系是否是一致，包括上下、左右偏差值的測量。而盾構管片姿態(tài)的定位測量則是指管片軸線和隧道軸線的位置關系是否一致，同樣包括橫向偏差和高程偏差。

目前，盾構管片姿態(tài)的檢測一般都是利用檢測尺測出坐標，然后根據坐標，再利用CAD求出管片的姿態(tài)，這種方法工作量較大，不適合大規(guī)模開展。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種盾構管片姿態(tài)的計算方法，該計算方法根據采集點坐標進行計算，根據距離比，求出采集點所對應的里程，進而利用余弦定理求出采集點的橫向偏差和高程偏差。

本發(fā)明目的實現由以下技術方案完成：

一種盾構管片姿態(tài)的計算方法，其特征在于所述計算方法包括如下步驟：

（1）隧道三維軸線上等間距布設有若干坐標已知的特征點1、2、3…n…；在所述隧道中利用檢測尺測出若干采集點的坐標；

（2）計算第一個采集點到所述三維軸線上特征點1的距離D₁以及到特征點2的距離D₂；

（3）若D₁＜D₂，則特征點1為到所述第一個采集點距離最短的特征點；

若D₁＞D₂，則計算所述第一個采集點到特征點3的距離D₃，依次進行，直至D_n≤D_n-1，則特征點n為到所述第一個采集點距離最短的特征點；

（4）計算所述第一個采集點到特征點n+1的距離D_n+1；

若D_n+1＞D_n-1，則所述第一個采集點對應于特征點n與特征點n-1之間的所述三維軸線上，根據所述三維軸線上特征點n的里程，并根據余弦定理（D_n-1²+D_n²-2×D_n-1×D_n×COSα=(X_n-1-X_n)²+(Y_n-1-Y_n)²+(Z_n-1-Z_n)²反算出所述第一個采集點的里程、橫向偏差、高程偏差，其中α為所述第一個采集點與特征點n連線以及與特征點n+1連線之間的夾角；

若D_n+1＜D_n-1，則所述第一個采集點對應于特征點n與特征點n+1之間的所述三維軸線上，根據所述三維軸線上特征點n的里程，并根據余弦定理（D_n+1²+D_n²-2×D_n+1×Dn×COSα=(X_n+1-X_n)²+(Y_n+1-Y_n)²+(Z_n+1-Z_n)²反算出所述第一個采集點的里程、橫向偏差、高程偏差，其中α為所述第一個采集點與特征點n-1連線以及與特征點n連線之間的夾角；

（5）重復步驟（1）～（4），進行下一個采集點的里程、橫向偏差、高程偏差的計算。

本發(fā)明的優(yōu)點是，可根據利用檢測尺采集的坐標，快速反算出采集點的里程、橫向偏差、高程偏差，節(jié)約了時間和勞動強度；計算速度快，計算精度高，避免了以往利用CAD量出偏差的工作模式。

附圖說明