1.一種用于隧道施工的盾構(gòu)機姿態(tài)復(fù)核方法,其特征在于:基于空間三角形的穩(wěn)定性,借助制圖軟件AutoCAD;
首先,將盾構(gòu)機盾尾環(huán)切面和盾構(gòu)機縱軸切面繪制到AutoCAD中,并制作成塊;其次,將現(xiàn)場測繪的對應(yīng)于盾構(gòu)機盾尾環(huán)切面的特征點坐標(biāo)繪制到AutoCAD中;再次,通過三維對齊的方式將盾構(gòu)機所在坐標(biāo)系切換到隧道曲線所在的城市三維坐標(biāo)系中;最后,通過對比盾構(gòu)機軸線和隧道軸線的偏差得出盾構(gòu)機復(fù)核后的姿態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的用于隧道施工的盾構(gòu)機姿態(tài)復(fù)核方法,其特征在于:包括如下步驟,
步驟1:以盾構(gòu)機盾頭中心點為坐標(biāo)原點,盾構(gòu)機環(huán)切面方向為X軸,盾構(gòu)機軸線方向為Y軸,盾構(gòu)機豎直方向為Z軸,構(gòu)建盾構(gòu)機參考坐標(biāo)系,盾構(gòu)機長L,高h,盾構(gòu)機盾頭中心坐標(biāo)(0,0,0),盾頭頂部坐標(biāo)(0,0,h/2),盾尾中心坐標(biāo)(0,-L,0),盾尾頂部坐標(biāo)(0,-L,h/2),四點構(gòu)成盾構(gòu)機縱軸平面;實際運用中,盾頭頂部和盾尾頂部在Z軸上的坐標(biāo)值可以取任意正值,不限定于h/2;
步驟2:將步驟1中的構(gòu)成盾構(gòu)機縱軸平面的四點繪制到AutoCAD中,并連接成面;
步驟3:選取三個盾構(gòu)機盾尾環(huán)切面特征點,構(gòu)成盾構(gòu)機盾尾環(huán)切面;
步驟4:將步驟3中的構(gòu)成盾構(gòu)機盾尾環(huán)切面的三點繪制到AutoCAD中,并連接成面;
步驟5:將步驟2與步驟4繪制的圖形制作成塊;
步驟6:現(xiàn)場測量當(dāng)前里程的隧道對應(yīng)于步驟3中的三個特征點的測量值;
步驟7:將步驟6中的三個特征點測量值繪制到AutoCAD中,并連接成面;
步驟8:將步驟5中制作成塊的圖形通過三維對齊轉(zhuǎn)換到步驟7中的城市三維坐標(biāo)系中,盾構(gòu)機盾尾環(huán)切面上三個特征點構(gòu)成的三角形與現(xiàn)場測量所得的三個對應(yīng)特征點的測量值構(gòu)成的三角形形狀近似,選取兩個近似三角形中的任意兩個角進行對齊,同時將隧道軸線繪入;
步驟9:盾頭中心點記為點O,盾尾中心點記為點O1、盾尾頂點記為點O2,盾頭頂點記為點O3,獲取轉(zhuǎn)換后點O、點O1、點O2、點O3的坐標(biāo);
步驟10:點O到隧道軸線做垂線,獲取第一垂點M,點M到點O的水平距離R即為盾頭的水平姿態(tài),面向掘進方向,點O在隧道軸線左側(cè)R值為負,相反為正,在城市三維坐標(biāo)系Z軸方向上的差值S即為盾頭的垂直姿態(tài),點O的高程比點M的高程高則S值為正,相反為負;將點0的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成施工坐標(biāo)里程和偏距的格式(KO,JO,ZO)待用,KO為盾頭里程;
步驟11:點O1到隧道軸線做垂線,獲取第二垂點N,點N點到點O1的水平距離R'即為盾尾的水平姿態(tài),面向掘進方向,點O1在隧道軸線左側(cè)R'值為負,相反為正,在城市三維坐標(biāo)系Z軸方向上的差值S'即為盾尾的垂直姿態(tài),點O1的高程比點N的高程高則S'值為正,相反為負;將點01的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成施工坐標(biāo)里程和偏距的格式(KO1,JO1,ZO1)待用,KO1為盾尾里程;
步驟12:盾頭中心點O和盾尾中心點O1在城市三維坐標(biāo)系Z軸方向上的差值,除以盾構(gòu)機長L,即可得出盾構(gòu)機俯仰角;
步驟13:將點O2的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成施工坐標(biāo)里程和偏距的格式(KO2,JO2,ZO2),然后通過公式(JO2-JO1)*1000/(ZO2-ZO1)計算得出盾構(gòu)機滾動角;或者,從點O1 做Z軸上的直線,長度為盾構(gòu)機半高h/2或所述步驟1中給定的任意值,另一端點記為點O4,從點O4向點O2到點O3連線做垂線,該垂線的長度D除以所做直線的長度即得盾構(gòu)機滾動角;
步驟14:盾頭的水平姿態(tài)與盾尾的水平姿態(tài)的差值,除以盾構(gòu)機長L,(R-R')/L,即可得盾構(gòu)機的水平趨向;
步驟15:盾頭的垂直姿態(tài)與盾尾的垂直姿態(tài)的差值,除以盾構(gòu)機長L,(S-S')/L,即可得盾構(gòu)機的垂直趨向。
3.根據(jù)權(quán)力要求2所述的用于隧道施工的盾構(gòu)機姿態(tài)復(fù)核方法,其特征在于:所述步驟3中三個盾構(gòu)機盾尾環(huán)切面特征點,選取連線最接近等邊三角形的三個特征點。