演算工房导向系统运用、故障分析及解决方法

科 技 论 坛
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ｅ ｚｎ测量系统在盾构施工Fra bibliotek的应用探讨 ｎａ
张春艳 李 洪超 （ 黑龙 江 省 齐齐哈 尔矿 产勘 查 开发 总 院 ， 龙 江 齐齐哈 尔 １ １０ ） 黑 ６ ０ ０
摘 要： 盾构施 工中安装 一套 先进 的 自动测量导向 系统是非常有 必要 的， 它取代传统繁 杂的人 工测量方法 ， 快速准确的把盾构机 的 实时姿 态反映到 中控 室， 导盾 构操控 。 指 关键词 ： 自动 测 量 系统； 构 测 量 ； 试 ； 盾 调 系统 故 障 近几 年伴 随着 地铁建设事业 的快速发展 ， 盾构机 已经成为地铁 镜 的坐标 ， 自动系统数据设 置完成后 电脑里显示 目标 ３的坐标与 在 隧道施工 的主力军 ，它是 暗挖隧道施工 的一 种最先进最安 全 的方 人工测量的坐标 比较一般误差在几个毫米以内 ， 也就是上下两条导 法， 其优 点是对周 围环境影响较小 ， 安全性 高 ， 掘进 速度快 ， 以在 线在 ３号棱镜处闭合 ， 而保证 了输入到 自动系统里面的数据是正 可 从 各种 比较复杂 的地质条件下施 工 ， 它的体积可谓庞 大 ， 么如何控 确 的。 那 制盾 构机 ， 让它能按 照我们设计 的线路前进 ， 从一个站始发 到下一 ６线 形 计 划 的 输 入 个站准确贯通 呢？除了搞好控制联测外 ， 在盾构机上安装一套先进 线形数据 的输入是非常关键的一步 ， 演算工房 系统软件 的输 入 的 自动测量导 向系统是非常有必要 的， 它取代传统繁杂的人工测量 比较简单易懂 ， 把设计图上的数据准确无误的输人才是最重要的一 方法 ， 快速 准确 的把盾 构机的实时姿态 反映到 中控室 ， 指导 盾构操 步 ， 的时候设计 图上也会 出现图纸数据不准确 的问题 ， 有 这就需要 控。 现场的技 术人员认真核对及时更 正 ， 避免出现大 的失误。 现在 国内地铁建设 中使用的盾构机品牌也 比较多 ， 内国外的 国 在输入 圆曲线数据 时注意半径 的方 向性 ，以盾构前进 方 向为 都有 ， 国外品牌以 日本 三菱 ， 国海瑞克使用的较多 ， 德 自动测量系统 准 ， 向左偏为负值 ， 向右偏 为正值， 里程 即把各段 直线， 公 圆曲线， 缓 也各具特 色 ， 现就 日本演算工 房 ｅｚｎ自动测 量系统在三菱 盾构机 和曲线的有效里程长度相加。 ｎａ 一 上的应用做一初步探讨 。 在输入 圆曲线 内偏 移量 时也要 注意方 向问题 ， 向前进方 向的左 １ｅ ｚ ｎ自动 测 量 系 统 的构 成 ｎａ 面偏移 为负值 ， 向前进方 向的右面偏移时为正值 。 ‘ ｅｚｎ自动测量 系统 主要 由带伺 服马达 的天宝 自动全站 仪， ｎａ 后 ７设 备 的调 试 视棱镜组 ， 盾构机 上的三个棱镜 组， 棱镜控 制箱， 机内控制单元， 盾构 测量 系统 的所有硬件设 备要在整个盾构机组装完毕后再进行 ， 中控室控制单元， 电脑等设备及配套软件组成。 避免其它设备安装时对测量设施造成损坏 ， 布线要选在 隐蔽处 防止 ２ ｅ ｚ ｎ自动 测 量 系统 的工 作 过 程 ｎａ 磨损及外力破坏造成的断线 等情况发生。 首先 由中控室 电脑根据 设定的测量 间隔时间或者 人工点击 测 调试要 和中控 室的技术人员一起参加 ， 首先要 看盾构机 的上下 量键发 出测量 指令 ， 这时盾构机上 的 １ 和 ３号棱 镜（ 号 或者 ２号 和 ３ 铰接及左右铰接角度是否为零 ， 在把线形数据输入 到电脑后会 自动 号棱镜， 两个组合 任选其一 ， 中 ３号棱镜 是必测棱镜） 其 的面板上 先 生成两个 Ｅ Ｃ Ｌ文件 ， ＸＥ 一个是隧道 中心线路坐标表 ， 一个是轨道 中 后发 出红外光 ， 全站仪搜索到红外光后 自 动找 到棱 镜 中心快速测 量 心线路坐标表 ， 系统会默认隧道线路 中心运行 ， 角度， 距离计算 出两个棱镜 的坐标传输到中控室电脑上， 软件通 计算 ８系统故障的分析及处理 过这两个棱镜的坐标计算出盾构机 的前点 ， 中点 ， 点的坐标 ， 后 这些 本系统在运行过程 中也会 出现各种各样的故障 ， 我们 只要掌 但 点的数据与计 划线 比较 就得 出现在盾构机前 中后点 的偏 差 ， 刷新后 握 了系统 的运行原理 ， 通过我们在使用过程 中的观察总结掌握本套 显示 在中控室电脑上。 系统 的特性 ， 能快速准确地找到症结所在 ， 就 现就 常见 的故 障类 型 ３始 发 前 数 据 的 准 备 予 以说 明 。 ３１ ． 横杆法人工测量盾构机姿态的数据准备 ： ８１ 中控室 电源不能打开 ．在 前横 杆中点坐标 ， 后横杆 中点坐标 ， 前横杆上的反射片坐标 。 左 检查全 站仪 的电源盒是否通 电 ， 确认 电源盒红灯 已亮 ； 检查 信 边反 射片坐标 ， 右边反射片坐标 ， 盾构机 的俯仰角 ， 盾构机 的滚动角 号传输是 否正常 ， 在一号 台车上 的控制单元箱里 ， 中控室 的控制 单 ３ ． ２人工计算 出来 的盾构机圆心前点 ， 铰接处坐标如下 ： 元箱里的 Ｃ ＭＥＬＮ Ｏ ，Ｉ Ｋ绿灯交替闪烁说明信号传输正常 ，否则要检 人工计算 的盾构机前点坐标 ，人工计算 的盾构机铰 接处 坐标 ， 查信号线路。 再有要看 中控室电脑屏幕上有无显示 “ 通讯异常” Ｍ３ ； 前 吊蓝 Ａ ２坐标 ； 吊蓝 Ａ１ 后 坐标。 “ Ｅ Ｓ Ｃ通讯异常 ” Ｍ ＬＥ 如果显示红灯亮起来说 明信号线有 问题 ， 要检 ４测站点 ， 后视点 的坐标数据的测量 查 有 无 断 线 接错 的地 方 。 ８２ ． 全站仪搜索不到要 测量 的棱镜 测站上 的全站仪 ， 后视点棱镜一般都悬挂在管片的十一点钟 的 位 置用铁板焊 成的 吊篮上 ， 用膨胀 螺栓 固定在管 片上 ， 要想 测量 吊 全站仪正常工作时在 中控室指令的控制下 ， 要测量 的棱镜首 先 篮 的坐标就需要把 隧道里 的导线点坐标引测上去 ， 这时候一定要注 发 出红光 ， 全站仪会 自动搜索到红光测量棱镜 ， 如果测量 中视线 被 意要把下 面的三个相邻 的导线点复测无误后再测到 吊篮上 ， 以免在 遮 挡 仪 器 还会 继 续 搜 索 ， 个 过 程 会 持 续 几 分 钟 。 不 过 有 的 时候 全 这 站仪会根本找不到 目标棱镜 ， 而是往旁边或者上下不相 干的地方搜 控制点移动情况下使用 ， 也可避免用错点 的情况发生 。 根据我们 多年 的经验 ， 测量 吊篮 时用 全站仪测量点 的三维坐标 索 ， 这个时候就算重新启 动电源也可能不行 ， 那就要在仪器测量 寻 Ｘ Ｚ 吊篮测量 的结果要与上次 的结果 比较 ， Ｙ， 后 误差不大 的情况下按 找过程中用手强制把物镜瞄到正在闪光 的 目标棱镜上去 ， 测量过一 本次 成果 ， 吊篮 的高程最好用水 准仪 直接测量 ， 前 因为在导 线点离 次 以 后再 重新 测 量 时就 会 自动 找 到 目标 了 。 吊篮远 的情况下三 角高程 的数据可能精度不够 ， 用水准直接测量就 经常检查棱 镜头及发光 位置 的红灯是 否被泥浆等异 物遮挡也 非常准确 。 是必要的 ， 否则造成的后果 和断 电是一样 的。 ５小 半径 曲线段 吊篮数据 的测量 结 束 语 地铁线路在城市里要躲开楼房基础 ， 高架桥墩 等会 经常出现小 ｅ ｚＹ自动测量系统本身是一个精密复杂的系统工程 ，涉及 多 ｎａ ｌ 半径 的曲线 （ 时半径 小于 ３ ０米 ） 时要从 尾部 台车把坐标 引到 学科 多工种 ， 有 ０ ， 这 平时的维护保养是非 常必要的 ， 本套 自动测量系统经 前部 的吊篮上至少要 四个 吊篮才能联测 过去 ， 我们根据 三菱盾构 机 多年 的运行取得 了良好 的效果 ， 节省了人力 ， 提高了功效 ， 数据稳定 的 内部结构特点 ， 采用在 台车之 间沿着轨道把测点 引到 张出台棱镜 可靠 ， 为盾构机的顺利贯通提供 了有力 的保障 。 柱上的办法 ， 在棱镜柱上架设全站仪就可 以把前后两个 吊篮 的坐标 次测量完毕 ， 既节约 了时 间又提高 了成果的精度 。 在控制导线往张出台上的棱镜柱 引测 的时候 ， 同时测量 ３号棱

RMS-D盾构自动导向系统技术手册1. 前言 (2)2. 系统概述 (2)3. 测量原理 (3)3.1RMS-D系统测量测量原理------------------------------------------------------------33.2人工测量原理---------------------------------------------------------------------------34. RMS-D自动导向系统与人工测量原理精度比较 (4)5．同其他测量系统的比较 (5)6. RMS-D导向系统的特点 (5)7. 系统组成 (6)8. RMS-D软件 (8)8.1三个模块所实现的功能---------------------------------------------------------------88.1.1 数据准备模块----------------------------------------------------------------------88.1.2 历史查询模块----------------------------------------------------------------------98.1.3 自动导向模块--------------------------------------------------------------------109. 重要测量步骤介绍 (16)10. 应用简介 (16)1. 前言随着地下空间的开发，盾构技术已广泛地应用于地铁、隧道、市政管道等工程领域中。

盾构施工方法与其它非开挖法相比有着无可比拟的优越性，主要体现在三个方面：一是安全，在施工过程中可以通过计算机控制机械施工，安全可靠，减少了在地下人工掘进隧道时的风险；二是速度快，比普通的矿山法施工快的多；三是质量好，盾构施工采用机械化施工，在质量上可以做到经久耐用。

日本演算工坊（ENZAN）自动导向系统浅析崔广宇（中铁九局集团有限公司沈阳地铁项目部，沈阳110013 ）摘要：结合沈阳地铁一号线第五标段两个盾构区间、沈阳地铁二号线第十六标一个区间隧道掘进的测量实践，对日本演算工坊（ENZAN）自动导向系统进行了研究，阐述了自动导向系统姿态定位测量的原理和方法，以及自动导向系统调试方法和换站步骤。

关键词：地铁；盾构；自动导向系统1前言随着科学技术的发展，激光导向技术已经广泛应用于隧道掘进施工中。

其原理就是利用具有良好直线性光束的激光投射到盾构里，通过数据计算使盾构操作人员及时了解盾构的偏离、偏转情况，并随时纠正掘进方向，保证隧道施工的质量，提高隧道施工进度。

本文主要以沈阳地铁一号线重工街～启工街区间、启工街～保工街区间、沈阳地铁二号线下深沟～上深沟区间隧道掘进的测量项目为背景，阐述了演算工坊（ENZAN）自动导向系统定位测量的功能、原理、调试方法及换站步骤。

2自动导向系统的主要作用盾构在掘进中由于地层阻力、刀盘掘削反力及推力千斤顶作用力不均等原因，使盾构偏离设计轴线。

自动导向系统主要有以下作用：（1）可以通过隧道设计的几何元素计算出隧道的理论轴线。

（2）通过测倾仪器测量盾构的俯仰角和滚动角并予以显示。

（3）在显示器上实时以图形直观显示盾构轴线相对于隧道设计轴线的偏差，便于盾构操作人员根据偏差随时调整盾构掘进的姿态，使盾构轴线逼近隧道设计轴线。

（4）通过调制解调器和电话线与地面监控室电脑建立网络联系，将盾构掘进数据传输到监控室，便于工程管理人员实时监控盾构的掘进情况，查阅各环的掘进资料、测量资料及其他资料。

3演算工坊（ENZAN）自动导向系统的基本原理演算工坊（ENZAN）自动导向系统通过全站仪测量设置在盾构中盾上方固定位置上的三个目标棱镜的绝对坐标（一般设置三个，其中一个备用），根据预先测定棱镜与盾构机切口和盾尾的相对位置关系以及盾构的俯仰角、滚动角推算出切口和盾尾的绝对坐标。

五、导向系统的安装
倾斜仪安装在盾体铰接刀盘回转体的位子（盾构机型 号不一样安装的位置也不一样），上面的数据线请专 业电工进行连接。
石川岛盾构机
小松盾构机
五、导向系统的安装
在盾构机操作室里面有一台小电脑（注意这台小电脑的电源 是110伏）电脑主机用网线与盾构机操作室的中央控制箱连 接，这台电脑将显示盾构机的所有姿态，在隧道掘进过程中 操作手将根据电脑上所显示的姿态对盾构机进行调整使盾构 机姿态始终保持在与设计隧道中心线上。在地面上有一个监 控室，监控室的电脑也要通过数据线与盾构机操作室的中央 控制箱连接，这样在地上和地下都可以看到盾构机的所有姿 态信息和操作盾构机导向系统。
• 基本原理 • 组成及功能 • 工作特点 • ROBOTEC测量基本操作 • 导向系统的安装 • 导向系统调试 • 导向系统故障分析及解决办法
一、基本原理
演算工房自动导向系统是通过全站仪测量设置在盾构机中盾 体上方固定位子上的三个目标棱镜的绝对三维坐标（一般设 置三个，其中一个备用，三号棱镜为必测目标），根据预先 设定棱镜与盾构机切口和盾尾的相对位置关系以及盾构的府 仰角、滚动角推算出切口和盾尾的绝对三维坐标。然后将切 口和盾尾的绝对三维坐标与设计轴线相比较得出盾构机的偏 离情况，即平面偏差和高程偏差。根据系统显示的轴线偏差 和偏差趋势，与隧道设计轴线为目标，把偏差控制在设计要 求范围内，从而达到通过控制盾构机姿态来指导隧道掘进的 目的。
自动导向系统工作特点有以下几点: 1、自能全天候工作降低测量作业劳动强度、提高工作质量 2、可以通过隧道设计的几何元素计算出隧道的理论轴线； 3、通过倾斜仪器测量盾构的俯仰角和滚动角并予以显示； 4、在显示器上实时以图形直观显示盾构轴线相对于隧道设计 轴线的偏差，根据偏差调整掘进姿态，使盾构轴线逼近隧道设 计轴线；