盾构姿态实时监控原理与方法
盾构隧道监测方案
盾构隧道监测方案背景随着城市建设的不断扩张，盾构隧道作为一种高效、安全和经济的地下建筑工法被广泛应用于城市地铁、道路和水利等领域。
在盾构隧道的施工过程中，监测是非常重要的环节，旨在保障盾构隧道施工的质量和安全。
本文将介绍一种盾构隧道监测方案，以提供有效的数据采集和分析方法，确保盾构隧道施工的可控性和安全性。
监测方案的目标盾构隧道的监测方案旨在实现以下目标：1.实时监控施工过程：监测方案应能够实时采集并记录盾构隧道施工过程中的相关数据，包括盾构机的姿态、推进力及控制参数等。
2.检测地下环境变化：监测方案应能够检测地下环境变化，例如地下水位变化、土壤变形以及地震等，以及时预警和采取相应的措施。
3.提供可靠的数据分析：监测方案应提供可靠的数据分析方法，对监测数据进行处理和分析，及时发现问题并提出解决方案。
4.保障施工质量和安全：监测方案应通过数据分析和预警功能，提供有效的施工质量和安全保障手段。
监测方案的主要内容监测方案的主要内容包括以下几个方面：1. 盾构机数据采集系统盾构机数据采集系统是监测方案的核心部分，主要用于实时监测盾构机的各项参数。
该系统应包括传感器和数据采集设备，能够实时采集盾构机的姿态、推进力、转速、刀盘扭矩等数据，并将其传输至数据处理中心进行分析和存储。
2. 地下环境监测系统地下环境监测系统用于检测地下环境变化，包括地下水位变化、土壤变形以及地震等。
该系统应配备传感器和监测设备，能够实时采集地下环境数据，并与盾构机数据进行比对分析，发现潜在的问题并及时进行预警。
3. 数据处理和分析监测方案应具备强大的数据处理和分析能力，对监测数据进行及时、准确的处理和分析。
通过统计分析、数据建模和预测算法等方法，识别异常情况并生成报警和预警信息，为施工管理者提供决策依据。
4. 报告和数据共享监测方案应具备生成报告和数据共享的功能。
经过数据处理和分析后，生成监测报告，提供给相关部门和人员，并可通过网络平台进行数据共享，以便及时调取和共享数据，实现信息共享和协同管理。
盾构机工作原理具体是什么
盾构机工作原理具体是什么盾构机的工作原理 1.盾构机的掘进液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推动油缸，将盾构机向前推动，随着推动油缸的向前推动，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，现在开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。
2.掘进中控制排土量与排土速度当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到必然数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就可以维持稳固，开挖面对应的地脸部份也不致坍坍或者隆起，这时只要维持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就可以顺利进行。
3.管片拼装盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道-次成型。
盾构机的组成及各组成部份在施工中的作用盾构机的最大直径为6.28m，总长 65m ，其中盾体长 8.5m，后配套设备长 56.5m，总分量约 406t，总配置功率 1577kW ，最大掘进扭矩 5300kN?m ，最大推动力为 36400kN，最陕掘进速度可达 8cm/min。
盾构机主要由9 大部份组成，他们别离是盾体、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。
1.盾体盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部份，这三部份都是管状简体，其外径是 6.25m。
前盾和与之焊在一路的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳固开挖面的作用。
承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，能够用来探测泥土仓中不同高度的土压力。
前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有 30 个推动油缸，推动油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出能够提供给盾构机向前的掘进力，这 30 个千斤顶按上下摆布被分成 A 、B 、c 、D 四组，掘进进程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，如此盾构机就可以够实现左转、右转、抬头、垂头或者直行，从而能够使掘进中盾构机的轴线尽可能拟合隧道设计轴线。
智慧盾构监控系统设计方案
智慧盾构监控系统设计方案智慧盾构监控系统是一种集智能化、数字化、网络化于一体的工程监控系统。
它能够实时监测盾构施工过程中的各项参数，并对可能发生的风险进行预测和预警，提高盾构施工的安全性和效率。
1. 系统架构设计：智慧盾构监控系统包括以下几个主要模块：- 数据采集模块：采集盾构施工过程中的各类数据，如位移、倾斜、压力、注浆情况等。
可以通过传感器等设备实现数据的采集。
- 数据传输模块：将采集到的数据通过网络传输到数据库中，实现数据的实时存储和共享。
- 数据处理模块：对采集到的数据进行预处理，包括数据清洗、去噪、归一化等，以便后续的数据分析和处理。
- 数据分析模块：对数据进行分析和处理，包括数据挖掘、图像识别、模式识别等，以提取有用信息和特征。
- 预测与预警模块：基于历史数据和分析结果，对盾构施工中可能发生的风险进行预测和预警，并及时发送报警信息。
- 监控显示模块：将监控数据和预警信息以可视化的形式展示给用户，便于用户对盾构施工全过程进行监控和管理。
2. 数据采集方案：为了获取准确的监控数据，可以采用多种传感器进行数据采集，如位移传感器、倾斜传感器、压力传感器、注浆压力传感器等。
这些传感器可以通过有线或无线方式连接到数据采集模块，实现数据的实时采集和传输。
3. 数据传输方案：为了实现数据的实时共享和远程监控，可以采用无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等，将采集到的数据通过网络传输到数据库中。
可以使用物联网技术实现数据的远程接入和管理。
4. 数据处理方案：数据处理模块可以使用数据挖掘和机器学习等技术，对采集到的数据进行清洗、去噪、归一化等预处理操作，以提高数据的准确性和可靠性。
可以使用算法对数据进行分析和处理，提取有用的信息和特征。
5. 预测与预警方案：预测与预警模块可以基于历史数据和分析结果，利用机器学习和神经网络等技术，对盾构施工中可能发生的风险进行预测和预警。
可以设置一系列的预警规则和门限值，当监测数据超出规定范围时，系统会及时发送报警信息给相关人员。
浅谈盾构机姿态的控制方法
浅谈盾构机姿态的控制方法摘要南水北调中线穿黄一期工程以德国VMT公司的盾构机为例，介绍盾构机的组成、工作原理和激光导向系统的组成，探讨盾构隧道施工中盾构机姿态控制的原理。
分析盾构施工过程中不同地质条件下姿态控制技术，并提出一些盾构机的纠编措施。
关键词：盾构施工; 盾构机; 姿态控制目录第1章绪论 (1)1.1前言 (1)第2章盾构机姿态控制的组成与功能 (2)2.1推进系统 (2)2.2导向系统 (3)2.3数据采集系统 (4)第3章定位的基本原理 (4)第4章盾构掘进方向的控制与调整 (5)4.1穿黄隧洞II-A标盾构施工地质条件 (5)4.2盾构姿态偏差 (6)4.3盾构机的纠偏措施 (7)4.4不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制方法 (7)第5章盾构机姿态位置的测量及检测 (8)5.1盾构机始发定位测量 (8)5.2盾构推进中姿态测量和计算 (9)5.4环片成环现状测量 (10)5.5隧洞沉降测量 (11)5.6盾构机推进中导向控制点的复测 (11)5.7贯通测量 (12)5.8贯通测量误差估算 (13)结论 (14)致谢 (15)第1章绪论1.1前言20世纪70年代以来，盾构掘进机施工技术有了新的飞跃。
伴随着激光、计算机以及自动控制等技术的发展成熟，激光导向系统在盾构机中逐渐得到成功运用、发展和完善。
激光导向系统，使得盾构法施工极大地提高了准确性、可靠性和自动化程度，从而被广泛应用于铁路、公路、市政、油气等专业领域。
1.2 盾构机的基本工作原理盾构机主要依靠千斤顶的推力向前推进的，盾构机千斤顶分置上下左右四个区，各区千斤顶相对独立，同一分区的千斤顶的动作是一致的，对盾构机的位置和姿态的线形管理是靠设定盾构机各区千斤顶的压力调节来实现的。
穿黄隧洞盾构受地质条件影响，盾构机在推进过程中开挖面上土压力的不均衡性、地下土层变化及其他方面的影响，盾构机的实际推进轴线无法与理论轴线保持一致(如下图)。
盾构姿态的模糊控制方法
盾构姿态的模糊控制方法随着城市化进程的加速，地下基础设施建设的需求逐年增长，盾构机作为一种重要的基础设施建设机械，其工作效率和成本优势受到了广泛的关注。
而盾构姿态的模糊控制方法是提高盾构机工作稳定性和满足建设要求的关键技术之一。
一、盾构姿态的模糊控制方法概述盾构机在行进过程中，随着地质情况的变化，姿态会发生变化，如果姿态发生偏差且无法控制，会导致盾构机的运行不稳定性和安全性，因此需要对盾构姿态进行控制。
而模糊控制方法可以适应复杂多变的地质情况，提高控制效率和精度。
二、盾构姿态的模糊控制方法具体步骤1、建立姿态控制系统模型为有效地控制盾构姿态，需要建立姿态控制系统的数学模型，包括系统的输入量、输出量和控制量等关键参数。
2、设计模糊控制器通过姿态控制系统模型，可以设计出适用于盾构机姿态控制的模糊控制器。
其中，需考虑输入变量和输出变量之间的逻辑关系，设计出合理的规则库和模糊成员函数。
3、参数调整和优化在设计好模糊控制器后，需要对其进行参数调整和优化，以保证其可以在实际控制系统中稳定工作和满足控制要求。
优化参数的方法包括模拟实验和实际试验，根据实验数据反复调整参数，直到达到最优状态。
4、系统实现和测试验证经过以上步骤，盾构姿态的模糊控制器可以进行系统实现和测试验证。
在实际工程中，需要根据具体的盾构机类型和地质情况进行合理配置和调整控制参数，以保证盾构机可以稳定、高效地运行。
三、盾构姿态的模糊控制方法应用前景盾构姿态的模糊控制方法在城市化建设中具有广泛应用前景。
通过模糊控制方法，可以提高盾构机的稳定性和工作效率，同时减少人工干预和机械故障风险，从而降低基础设施建设成本和优化建设时间。
总之，盾构姿态的模糊控制方法是一种重要的现代化建设技术，其在城市化基础设施建设中具有广泛应用价值和发展前景。
关于盾构机实时姿态测量和计算方法的研究
关于盾构机实时姿态测量和计算方法的研究盾构机是一种用于地下隧道开挖的工程机械设备。
在盾构机的使用过程中，实时姿态测量和计算方法的研究变得非常重要。
盾构机的姿态稳定性对于隧道的质量和施工效率有着直接的影响。
因此，本文将围绕盾构机实时姿态测量和计算方法的研究展开详细探讨。
首先，盾构机实时姿态测量的方法有很多种，包括传感器测量、图像处理等。
传感器测量是最常用的方法之一、通过在盾构机上安装加速度传感器、陀螺仪、姿态传感器等设备，可以实时测量盾构机的加速度、姿态角等参数。
这些传感器可以将测量数据传输到计算机中，通过算法分析得到盾构机的实时姿态。
其次，盾构机实时姿态计算方法的研究也非常关键。
通过采集的测量数据，需要进行精确的计算才能得到准确的姿态信息。
姿态计算方法可以分为数学模型计算方法和机器学习方法。
数学模型计算方法包括解析法、数值解法等，通过建立盾构机的数学模型，利用已知的输入参数计算出盾构机的姿态。
机器学习方法则是利用大量数据训练模型，通过学习得到的模型对盾构机的姿态进行预测和计算。
盾构机实时姿态测量和计算方法的研究对于盾构机的安全和施工效率具有重要意义。
如果盾构机姿态测量不准确，将会导致隧道施工质量下降，甚至可能发生事故。
因此，研究人员通过不断改进传感器的精度和计算算法的准确度，提高了盾构机姿态测量的准确性。
同时，采用机器学习方法也可以提高盾构机姿态计算的精度和效率。
此外，盾构机实时姿态测量和计算方法的研究还有一些挑战。
首先，盾构机的工作环境复杂多变，传感器容易受到振动、温度等外界因素的干扰，从而影响姿态测量的准确性。
其次，盾构机的姿态计算涉及多种参数，计算复杂度较高。
因此，研究人员需要设计更加鲁棒的传感器以及高效的计算算法，以应对复杂的工况和环境。
综上所述，盾构机实时姿态测量和计算方法的研究对于提高隧道施工的质量和效率具有重要意义。
通过不断改进传感器的精度和算法的准确性，研究人员可以提高盾构机姿态测量的准确性。
盾构施工监测方案
盾构施工监测方案1. 引言盾构是目前使用较广泛的地下隧道施工方法之一，它通过在地下钻孔并设置隧道支架进行施工。
在盾构施工过程中，监测是非常重要的环节，可以帮助工程师及时获得施工过程中的各种信息，并及时采取措施保证施工安全和质量。
本文将介绍一个完整的盾构施工监测方案，包括监测的内容、方法和应用。
2. 盾构施工监测内容盾构施工监测的内容主要包括以下几个方面：2.1 地表沉降监测地表沉降是盾构施工过程中非常关键的监测指标之一。
通过监测地表沉降的变化，可以判断盾构施工的稳定性和对周围环境的影响。
监测方法主要包括使用沉降点进行现场测量、使用遥感技术进行广域监测等。
2.2 工作面土压力监测盾构施工过程中，工作面的土压力是一个重要的监测指标。
通过监测工作面土压力的变化，可以及时了解施工面的稳定性和地下水位的变化情况。
监测方法主要包括安装压力传感器进行实时监测和定期进行现场测量。
2.3 地下水位监测地下水位是盾构施工影响因素之一，对盾构施工过程中的稳定性和施工效果有着重要的影响。
通过监测地下水位的变化，可以及时采取措施调整施工方案。
监测方法主要包括采用水位计进行实时监测和进行定期的水质样本采集分析。
3. 盾构施工监测方法在盾构施工监测中，有多种不同的监测方法可以应用，下面将介绍一些常用的监测方法：3.1 光纤监测光纤监测是一种基于光纤传感技术的监测方法。
通过将光纤布设在盾构隧道周围，利用光纤传感器检测环境中的应力、温度和变形等信息。
光纤监测具有高灵敏度、多参数监测和长达几十公里的覆盖范围等优点，被广泛应用于盾构施工监测中。
3.2 激光扫描监测激光扫描监测是一种利用激光技术进行三维测量的方法。
通过将激光仪器设置在盾构施工点附近，利用激光扫描仪进行三维测量，可以获得地表沉降、隧道变形等信息。
激光扫描监测具有高精度、快速测量和非接触式测量等特点，在盾构施工监测中应用广泛。
3.3 GPS监测GPS监测是一种利用全球定位系统进行定位和测量的方法。
盾构施工姿态控制
17:29盾构施工姿态控制广州轨道交通建设监理有限公司广州地铁设计院盾构技术研究所王晖wh317:29一、姿态控制的基本概念二、姿态控制上易出现的问题及原因三、影响盾构掘进姿态的要素 四、出现侵限时的处理措施17:29姿态控制的基本概念1、盾构机坐标控制系统模型17:2917:2917:29偏航，通俗地讲就是偏离航向。
严格的定义是这样的，首先定义一个本体坐标，本体质心为原点O ，预定运动方向切线（或者说航向、轨迹切线）为x 轴，指向地心方向为z 轴，根据右手法则确定y 轴（即xOy 平面的法向）。
有了坐标后如果本体绕x 、y 、z 轴转动，即相应地得到滚动角、俯仰角和偏航角，三个角度确定了物体的运动时姿态。
在偏航角存在的情况下，物体发生偏航。
幻灯片 1wh3 121212121王晖, 2004-11-117:29假设盾构机前体中心A 和中体中心B 的坐标分别为(x A ,y A ,z A )、(x B ,y B ,z B )AB B A S z z /)(−=俯仰角ABB A S H H /)(−=水平趋势ABB A S V V /)(−=垂直趋势17:292、姿态控制要达到的目的： （1）使盾构机沿着设计轴线前进通过人工测量或自动导向系统测量盾构机姿态得知水平、垂直方向偏差以及水平和垂直方向趋势、滚动角等，当发生偏差时，通过改变分区千斤顶推力来调整。
当偏差较大时，通过仿形刀(或超挖刀)、铰接装置17:29 （2）使管片与盾构机之间保持良好姿态17:29通过铰接千斤顶行程/行程差/（铰接角度）的控制和正确的管片选型达到目的。
17:29二、姿态控制上易出现的问题及原因1、测量问题导致偏差：（1）自动导向系统发生偏差导致的轴线偏差。
输入数据错误、全站仪误差、隧道扭转引起的系统测量误差、测量系统故障。
（2）工程施工测量误差引起盾构姿态超出轴线控制范围内。
测量计算方法不正确、控制点偏差、导线测量误差、人工复测调整数据不及时等。
盾构机在线监测技术综述
盾构机在线监测技术综述摘要：随着盾构机制造技术水平的不断提高，以及施工领域的应用越来越多，盾构机行业的竞争也越来越激烈，国内外的盾构机企业都在不断加大资本投入，提高盾构机的安全性、可靠性以及智能化。
盾构机结构复杂，一旦发生故障，施工维修难度较大，为及时发现设备存在的问题甚至能够提前预测到设备可能出现的问题，有必要建设基于PHM的盾构机智能运维服务平台，实时监测盾构机的实际运行状态，对异常状态及时报警，合理安排施工计划，以“智能硬核”装备助力“交通强国”建设。
关键词：盾构机；在线监测技术；综述；工作原理1 盾构机的工作特性分析以中交天和170#盾构机为例，该型盾构机以土压平衡盾构为基础，结合硬岩开挖技术，当盾构机在软土层进行施工时，可按照软土模式进行施工，当遇到硬岩地层施工时，在刀盘上安装不同的硬岩切削刀具，按照硬岩模式进行掘进。
本项目盾构机按照岩层的条件选用刀具，对于含有黏土、肥土或者淤泥的混合土质在刀盘进土槽两侧安装割刀，当遇到硬岩地层施工时，替换为盘式滚刀。
盾构机的基本原理是刀盘旋转切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口被压进土舱，泥土落到土舱底部，通过螺旋输送机运到皮带输送机上。
盾构在推进油缸的推力作用下向前推进，盾壳对挖掘出的未衬砌的隧道起着临时支护作用，承受周围土层的土压、地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面，使得掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。
被管理的盾构机，其主驱动是由7台相同型号和功率的驱动电机，经过一个行星齿轮减速箱，驱动前端的小齿轮转动，然后再带动与小齿轮相啮合的大齿圈，以及与大齿圈固接的盾构机工作头，以3～4r/min的极低转速旋转，进而带动工作头上面的刀具完成掘进任务。
除了主驱动外，盾构机的动态工作零部件还包含数量较多的、担当不同作用的轴向柱塞变量泵和叶片泵构成的液压泵组群。
油液分析是盾构机状态监测的手段之一，能够有效地反映盾构的润滑和运行状态。
油液分析的主要监测参数有评价润滑油性能的理化污染指标（包括运动黏度、水分和总酸值等）和评价设备磨损状态的指标（光谱分析、铁谱分析等）。
盾构机智能化监控系统设计与实现
盾构机智能化监控系统设计与实现一、智能化监控系统的设计与实现智能化监控系统是指利用先进的技术手段，对盾构机进行实时、准确的监控和管理，以提高工作效率和施工质量。
本文将介绍智能化监控系统的设计与实现的主要内容。
1. 盾构机智能化监控系统的功能需求首先，我们需要明确盾构机智能化监控系统的功能需求，以确保系统能够满足用户的实际需求。
盾构机智能化监控系统的主要功能包括：实时监测盾构机的状态、故障诊断与预警、数据采集与存储、远程控制与调试、智能化数据分析与处理等。
2. 盾构机智能化监控系统的组成模块盾构机智能化监控系统主要由传感器、数据采集与传输模块、数据处理与分析模块以及远程监控与控制终端组成。
传感器负责监测盾构机的工作状态和环境参数，并将数据传输给数据采集与传输模块进行处理。
数据处理与分析模块对采集到的数据进行处理和分析，提取有用信息。
远程监控与控制终端能够通过网络实现对盾构机的远程控制和监控。
3. 数据采集与传输模块的设计与实现数据采集与传输模块负责将传感器采集到的数据进行处理和传输。
在设计与实现数据采集与传输模块时，需要考虑以下几个方面：- 选择合适的传感器以获取盾构机的各项参数数据；- 选择合适的数据传输方式，如有线传输或者无线传输，确保数据传输的稳定性和可靠性；- 设计合理的数据处理算法，对采集到的数据进行清洗、校准和整理，保证数据的准确性和完整性。
4. 数据处理与分析模块的设计与实现数据处理与分析模块负责对采集到的数据进行处理和分析，并提取有用的信息。
在设计与实现数据处理与分析模块时，需要考虑以下几个方面：- 设计合适的数据处理算法，对采集到的数据进行滤波、去噪和降维处理，以提高数据的质量和准确性；- 设计合理的数据分析算法，通过对数据的分析，提取有用的信息和特征，为故障诊断和预警提供支持；- 将数据处理与分析模块与其他模块进行集成和优化，以保证整个智能化监控系统的高效运行。
5. 远程监控与控制终端的设计与实现远程监控与控制终端是智能化监控系统的用户界面，负责实现对盾构机的远程监控和控制。
盾构机的工作原理使用方法以及操作心得
盾构机的工作原理使用方法以及操作心得盾构机是一种用于地下隧道工程的工程机械设备，其工作原理是利用盾构机推进盾构施工，在地下开挖隧道。
本文将就盾构机的工作原理、使用方法以及操作心得进行详细介绍。
工作原理盾构机是通过推进筒来正对地层进行开挖，盾构机推进的同时，形成安全的工作区。
盾构机主要由推进系统、支撑系统、掘进系统、给水系统等组成。
•推进系统：推进系统由主推进缸、辅助推进缸等构成，通过液压油缸的作用推动盾构机在地下进行推进。
•支撑系统：支撑系统主要用于支撑刀盘和控制地层的稳定，一般由液压支撑系统构成。
•掘进系统：掘进系统主要包括刀盘、刀盘主驱动系统、刀盘截割系统等，利用刀盘对地层进行切割。
•给水系统：给水系统主要用于冷却刀盘和稳定地层温度。
使用方法1.施工前准备：在施工前，需要对盾构机进行全面的检查，确保各个系统正常运行，同时进行现场勘察，并制定详细的施工计划。
2.施工过程：在施工过程中，需要根据地质情况合理调整盾构机的推进速度和姿态，及时调整掘进参数并监控施工进度。
3.安全防护：在使用盾构机的过程中，需要遵守安全操作规程，配备必要的安全设备，并建立完善的安全管理制度。
操作心得1.必须正确操作盾构机的控制系统，严格按照操作手册要求进行操作。
2.在使用过程中要随时关注机器的运行情况，及时发现和解决问题。
3.施工过程中要保持机器的清洁，及时清理掘进部位的渣土及泥浆，避免堵塞影响施工效率。
综上所述，盾构机在地下隧道工程中发挥着重要的作用，正确的使用方法和操作心得可以有效提高工程施工效率，保证施工质量。
希望本文对盾构机的工作原理、使用方法以及操作心得有所帮助。
盾构姿态实时监控原理与方法
盾构姿态实时监控原理与方法摘要:本文着重介绍盾构姿态自动监测与控制的原理与方法，并对系统软、硬件组成及运行界面进行简略说明。
关键词：盾构姿态自动监控1引言盾构姿态的良好保持是盾构法施工的重要控制目标，它直接关系到隧道质量与施工成败，如何实现高水平的盾构姿态实时监控一直是盾构施工人员关心的工程难题，盾构姿态实时监控技术的重要性不言而喻。
完整的盾构姿态实时监控系统包括盾构姿态偏差自动监测和自动控制两方面内容。
国内使用的盾构姿态监测系统多为国外产品，主要有德国VMT公司的SLS-T系统、英国的ZED系统和日本TOKIMEC的TMG-32B（陀螺仪）系统等，许多地方还在使用人工测量；国内使用的盾构姿态控制系统大多取之于国外盾构生产厂家成套盾构产品中提供的控制功能(注：目前国内也有较成熟的盾构引导控制系统，如我公司使用的上海米度与上海力信两家公司研制生产盾构导向、顶管导向系统、隧道精灵软件等均已较成熟，本人现在使用中，欢迎探讨交流)。
由于盾构控制系统富含PLC可编程控制器控制代码及上位控制计算机控制程序，又与具体的控制器件和动力设备的关系极为密切，因而具有一定的技术含量和非标准性。
国外有全自动盾构的研究，但少有成功应用的实例。
在科学技术突飞猛进的今天，研究先进、自主的盾构姿态实时监控技术，建立盾构姿态实时监控理论、方法，对改善盾构施工水平有着深刻的现实意义。
介绍盾构姿态自动监测与控制的原理与方法。
2盾构姿态监测系统原理根据公路、轨道交通设计规范，公路、轨道交通的设计路线由平曲线和竖曲线组成，平曲线一般包括直线、缓曲线、圆曲线三种，竖曲线一般包括直线、圆曲线（凸曲线、凹曲线）两种。
盾构根据公路、地铁隧道设计路线向前推进，盾构姿态通过盾构机轴线和设计路线的偏差比较而求得。
实现盾构姿态自动监测仍基于传统的连续支导线测量方法(洞内洞外,洞内主要就是管片的封顶块上吊篮和…此方法已于2008年9月被上海某公司申请注册专利成功…)。
盾构姿态动态控制
片纵缝处的骑缝千斤顶一定要用，以保证在环管片 的环面平整。③ 盾构纠偏是一个缓慢的过程，纠偏 数值不能太大。 2 . 3 正确的选用刀盘的正反转 盾构机的转动偏差多通过改变刀盘的旋转方向、 施加反向的旋转力矩进行修正。实际操作过程中， 必须根据旋转角的测量数据在一定调整范围内正确 选用。 2 . 4 提高管片的拼装质量 在盾构施工过程中，管片与盾构机的相对位置 常常不能保持理想状态，管片的环面与盾构推进方 向存在夹角，盾尾间隙上下、左右产生较大偏差， 甚至产生卡壳现象，影响盾构姿态的正常调整。
6壁后注浆过程的影响随着盾构的推进脱出盾尾的管片与土体间出现建筑空隙该空隙用浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填当其充填量和注浆压力分布不均时会使管片发生位移盾尾间隙分布不均匀从而间接造成推进过程中盾构姿态的变化
盾构推进姿态动态控制
盾构施工由于地下施工受水、土压力及地质 变化影响较大，掘进过程中不可预见性多，故推 进过程中盾构姿态管理异常重要，直接关系到隧 道的顺利贯通和建筑产品的质量好坏。
2、盾构姿态的动态管理措施
2 . 1 盾构机进出洞姿态的管理 １）由于反力架和始发架为盾构机提供初始的 推力以及空间姿态，在安装时，盾构中心坡度与 隧道设计轴线坡度应保持一致。考虑隧道后期沉 降因素，盾构中心轴线比设计轴线抬高１０～２ ０ｍｍ，反力架左右偏差控制在 ±１０ｍｍ，高 程偏差控制在 ±５ｍｍ之内。 ２）盾构机出加固区时由于土层差异及自身重 量，容易产生“扎头”现象，通常对盾构姿态造 成严重影响，一般是通过调节上下区千斤顶的油 压差。可以适当的减少上区推进千斤顶数量。
致时。其摩擦力将抵消部分千斤顶推力，使盾构机行 走蛇行。偏离姿态的设计要求。 4）管片拼装质量 管片拼装时环、纵缝不平齐或 者接触面倾斜，致使盾构机各区域内千斤顶推力作用 方向不一致，从而导致盾构姿态发生偏离。 5）盾构机自身的运动特性 盾构机体积大、自 重大，在软土层中受力严重影响，易下沉。并且刀盘 正，反转切削土体时，土体将给盾构机一个反向的摩 擦力，使盾构机产生自转的现象。 6）壁后注浆过程的影响 随着盾构的推进，脱 出盾尾的管片与土体间出现“建筑空隙”，该空隙用 浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填，当其充填量和 注浆压力分布不均时，会使管片发生位移，盾尾间隙 分 布不均匀，从而间接造成推进过程中盾构姿态的 变化。
关于盾构机实时姿态测量和计算方法的研究.docx
关于盾构机实时姿态测量和计算方法的研究随着社会经济的发展和城市建设的加快，城市规模不断扩大，人口不断增多，交通越来越来拥挤。
一些地方的城市建设者为了治理交通拥堵，分散交通压力。
不断寻求解决方式，修建地铁成为了一些城市建设者的主要的选择方式。
但是在修建地铁的过程中，工程量非常大，施工难度相对较高。
在地铁施工过程中，采用盾构技术，与传统的施工技术相比，有着许多优势，逐渐成为地铁修建过程中的主要施工方法。
本文将主要分析盾构姿态的测量的原理和方法，探究盾构姿态的测量的精度分析。
盾构机姿态简介盾构施工过程就像生活中的目标运动，先进行重心平移，然后在运动的过程中偏航，最后进行自身重心的滚动。
因此，在盾构施工过程中，需要监测的数据是盾构机位置和姿态的参数。
主要是三维坐标和滚动角、偏航角和俯仰角。
盾构机姿态的控制对整个工程施工意义重大，它决定着施工的质量和隧道推进方向的精度。
一旦控制不好，容易导致隧道偏差过大和盾尾间隙过小而相碰。
盾构机液压系统液压系统是盾构机的核心部分，盾构机的工作机构主要是由液压系统驱动完成，对盾构机系统的运行起着很大的作用。
盾构机的液压系统主要包括两大系统，一是推进系统，二是主动铰接系统。
2.1.推进系统盾构机的主要工作系统是推进系统，它主要是通过油缸作用于成型观片，以此来实现盾构前进。
推进系统的动力单元是一台80L/min旋转柱塞泵，执行元件是24个油缸，调节和控制部分包括方向的控制、油缸电磁阀的选择、安全阀、节流阀等。
盾构机工作时的最大工作压力是35MPa，液压泵最大推进流量是80L/min，推进油缸是240/180-1950（mm）。
2.1.1.推力计算盾构机共有推进油缸24个，总推力是这24个油缸的推力之和，那么在液压系统的最大推力F最大-24×P×Sn中，P表示油缸的最大压强，S表示活塞面积，因此，F最大-24×35×106Pa ×3.14×0.122㎡≈37981t2.1.2.推进速度计算盾构机的最大推进速度就是油缸的最大伸长速度，S-1/T，T-V/S1,在这个公式中，S表示最大推进速度，T表示伸长1mm所需要的时间，V表示伸长1mm需要的油液体积，S1为推进流量，S为74mm/min。
【豆丁-免费】-盾构机实时远程监控系统技术
盾构机实时远程监控系统技术沈立新(中铁十一局集团有限公司 武汉 441003)摘 要 设计了基于嵌入式系统的网络化盾构机自动监控及报表系统,并着重阐述系统硬件AT mega128和LAN91C111的特点,在采集器中移植了NUT/OS实时操作系统和实现了TCP/I P协议,能够实时地处理多任务,大幅提高系统的管理能力。
关键词 盾构机 监控系统 以太网中图分类号 U45 文献标识码 A 文章编号 10094539(2010)08003405A Rea l T i m e V isi on System Used for Sh i eld M ach i n eS he n L ixin(China Rail w ay11th Bureau Gr oup Co.L td.,W uhan441003,China)Abstract A net w orked aut omatic meter2reading and visi on syste m for the shield machine based on e mbedded syste m is p resented in this paper.Specialities and operati on p rinci p les of AT mega128and LAN91C111are mainly analyzed.This collecti on contr oller has already rep lanted NUT/OS real ti m e operating syste m,which can deal with the multitask,s o it enhances syste m manage ment competence t o a large degree.Key words shield machine;visi on syste m;Ethernet1 引言自动监控及报表系统(Aut omatie Meter Read2 ing,以下简称AMR)是指采用电子和计算机以及网络技术自动读取和处理各盾构机表计数据及实时反映状态的自动化系统。
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盾构姿态实时监控原理与方法
盾构姿态实时监控是指在盾构施工过程中，通过各种传感器、监测仪
器等设备对盾构机的姿态参数进行监测和记录，并将数据实时传输和显示，以确保盾构机在施工过程中的稳定性和安全性。
下面是盾构姿态实时监控
的原理与方法的详细介绍：
一、原理：
盾构姿态实时监控主要基于传感器技术和数据传输技术。
通过安装在
盾构机各个部位的传感器，收集和测量盾构机的姿态参数数据，并将数据
通过数据传输技术传送给数据处理单元，经过数据处理和计算后，将结果
实时显示在监控界面。
传感器技术主要包括加速度传感器、陀螺仪传感器、倾角传感器等，数据传输技术主要包括有线传输和无线传输两种。
二、方法：
盾构姿态的实时监控主要包括以下几个方面的方法：
1.传感器布置：根据盾构机的结构和施工需求，在盾构机的关键部位
和重要部位安装各种传感器。
加速度传感器主要用于测量盾构机的加速度
参数，包括垂直加速度和水平加速度；陀螺仪传感器主要用于测量盾构机
的角速度参数；倾角传感器主要用于测量盾构机的倾角参数。
2.数据采集和处理：通过传感器采集到的姿态参数数据，经过模数转换、滤波处理以及数学计算等步骤，得到准确的姿态数据。
同时，基于数
据采集系统还需开发一套数据处理软件，实现对数据的实时处理和分析。
一般情况下，数据采集和处理的过程可以通过相关的数学模型和算法实现。
3.数据传输和显示：通过数据传输技术将处理好的数据传输给监视人员。
传输方式可以采用有线传输或无线传输。
有线传输可以通过电缆等传输介质来实现；无线传输则可以通过无线电波、蓝牙、WIFI等技术来实现。
数据传输可采用本地传输或远程传输方式。
在数据显示方面，可以通过显示屏、计算机界面或移动终端等方式实时显示盾构姿态数据。
4.报警和保护：盾构姿态实时监控旨在保证盾构机的安全和稳定，因此，在姿态超出设定范围时，系统应能及时发出警报并采取相应的保护措施。
报警方式可以通过声音、光源等形式进行，保护措施可以通过停机、调整姿态等方式实现。
5.数据记录和分析：除了实时监控，对姿态数据的记录和分析也是非常重要的。
通过对历史数据的分析，可以了解盾构机的运行情况，并可以作为改进和优化盾构机设计和施工的依据。
总结：盾构姿态实时监控是通过传感器技术和数据传输技术对盾构机的姿态参数进行监测，保证盾构施工的安全性和稳定性。
其原理主要是通过传感器采集姿态数据，经过处理和计算后传输给监视人员，实时显示在监控界面。
其方法包括传感器布置、数据采集和处理、数据传输和显示、报警和保护以及数据记录和分析等步骤。
这些方法的有效应用，可以提高盾构施工的效率和安全性。