PPS導(dǎo)向系統(tǒng)在西秦嶺隧道TBM施工中的應(yīng)用

戴 斌，陳 明

(中隧集團(tuán)蘭渝鐵路西秦嶺隧道項(xiàng)目部，甘肅武都 7460251)

0 引言

近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及施工水平的提高，越來(lái)越多的長(zhǎng)大隧道開(kāi)始采用TBM(隧道掘進(jìn)機(jī))掘進(jìn)施工，而TBM也因其快速、安全、環(huán)保的特點(diǎn)，顯示出其他施工方法無(wú)可比擬的優(yōu)越性。常規(guī)的人工測(cè)量方法已經(jīng)不能滿足TBM快速掘進(jìn)的要求，PPS自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并以其精確、快速、自動(dòng)化的工作特點(diǎn)，成為TBM施工的主流導(dǎo)向系統(tǒng)。目前在施工測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，文獻(xiàn)［1－2］對(duì)各種導(dǎo)向系統(tǒng)的選用進(jìn)行了比較和技術(shù)總結(jié)，文獻(xiàn)［3－4］介紹了PPS系統(tǒng)的基本組成及工作原理，文獻(xiàn)［5－6］對(duì)其誤差形成進(jìn)行了分析，并提出了TBM糾偏方案，文獻(xiàn)［7］介紹了PPS系統(tǒng)安裝方法及常見(jiàn)故障分析。本文在此基礎(chǔ)上對(duì)已有的研究文獻(xiàn)中PPS系統(tǒng)的工作原理、安裝方法等不詳之處進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，結(jié)合PPS在西秦嶺隧道TBM施工中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提出減小測(cè)量誤差的措施，并總結(jié)了大部分常見(jiàn)故障的排除方案，對(duì)PPS系統(tǒng)硬件損壞時(shí)的應(yīng)急工作方法提出獨(dú)到見(jiàn)解。以期達(dá)到PPS系統(tǒng)提供持續(xù)、有效、精確的掘進(jìn)參考數(shù)據(jù)的目的，希望為其他工程中的PPS測(cè)量工作提供一些借鑒。

1 概述

西秦嶺隧道作為全線控制性工程，全長(zhǎng)28 km，TBM掘進(jìn)段13.7 km，采用直徑10.2 m的敞開(kāi)式硬巖掘進(jìn)機(jī)施工。隧道軸線允許偏差±10 cm，高程允許偏差±10 cm，PPS導(dǎo)向系統(tǒng)的正常工作是保證TBM掘進(jìn)精度的前提，本文將就PPS導(dǎo)向系統(tǒng)在西秦嶺隧道的實(shí)際應(yīng)用情況，對(duì)此進(jìn)行闡述。

2 PPS導(dǎo)向系統(tǒng)工作原理

2.1 系統(tǒng)組成

PPS導(dǎo)向系統(tǒng)由馬達(dá)棱鏡、傾斜儀、全站儀及其電源盒、后視棱鏡、多路器、屏蔽數(shù)據(jù)線、無(wú)線發(fā)射裝置、裝有PPS程序軟件的工業(yè)電腦組成，如圖1所示。

2.1.1 馬達(dá)棱鏡

2個(gè)馬達(dá)棱鏡在始發(fā)前安裝在TBM主機(jī)上，用螺栓固定牢固，安裝后需對(duì)棱鏡進(jìn)行防水、防碰撞的保護(hù)措施。棱鏡的安裝位置一定要考慮通視條件的影響，確保全站儀與馬達(dá)棱鏡之間無(wú)障礙物阻隔。

圖1 PPS導(dǎo)向系統(tǒng)示意圖Fig.1 Sketch of PPS guiding system

棱鏡安裝完畢后，需要測(cè)量2個(gè)馬達(dá)棱鏡的機(jī)器坐標(biāo)，即棱鏡在以TBM刀盤中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)值(水平、徑向、垂直)。工作中如果馬達(dá)棱鏡發(fā)生移動(dòng)，則必須重新測(cè)量棱鏡的機(jī)器坐標(biāo)。

2.1.2 傾斜儀

傾斜儀安裝在TBM主機(jī)上，為保證傾斜儀準(zhǔn)確測(cè)量出TBM主機(jī)的姿態(tài)變化，傾斜儀與TBM主機(jī)必須保持相對(duì)靜止，因此，需要采用剛性連接進(jìn)行固定(支架焊接在TBM主機(jī)上，傾斜儀用螺栓可靠固定在支架上)，并進(jìn)行防水、防碰撞的保護(hù)措施。

傾斜儀主要作用為測(cè)量TBM主機(jī)的滾動(dòng)值(橫向滾動(dòng)，以掘進(jìn)方向順時(shí)針為正)與仰俯值(縱向坡度，以掘進(jìn)方向向上為正)。在傾斜儀安裝完成后需對(duì)傾斜儀初始值進(jìn)行測(cè)量。找到TBM主機(jī)的一個(gè)理論水平面，分別沿橫向、縱向標(biāo)定2個(gè)點(diǎn)，測(cè)量2個(gè)點(diǎn)的水平距離與高差，并計(jì)算出該面的實(shí)際滾動(dòng)值與仰俯值。得到的滾動(dòng)值、仰俯值單位為mm/m，即千分坡度，應(yīng)換算成以゜為單位的角度值，但該角度值不是通常的以360゜為一個(gè)圓周，而是以400゜為一個(gè)圓周進(jìn)行換算，應(yīng)引起特別注意。傾斜儀初始值應(yīng)定期復(fù)核，工作中如果傾斜儀發(fā)生移動(dòng)也必須重新測(cè)量其初始值。

傾斜儀同時(shí)還有數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔茫?個(gè)接口分別為1#與2#馬達(dá)棱鏡接口、電源線接口、數(shù)據(jù)線接口(與多路器連接，見(jiàn)圖1)。

2.1.3 全站儀與后視棱鏡

全站儀與后視棱鏡的支架固定在隧道洞壁上，全站儀與后視棱鏡通過(guò)螺栓與支架連接牢固。全站儀電源盒放置在全站儀支架上，為全站儀提供電源并傳輸數(shù)據(jù)，電源盒上的3個(gè)接口分別為電源盒電源線接口、全站儀連接線接口及無(wú)線發(fā)射裝置接口。全站儀與后視棱鏡安裝后由人工測(cè)量其三維坐標(biāo)(Y，X，H)，采用三角高程傳遞時(shí)應(yīng)注意，支架上的全站儀與后視棱鏡的儀器高應(yīng)為0。

2.1.4 其他部件

多路器安裝在工業(yè)電腦附近，起數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔?，其接口分別為多路器電源接口、傾斜儀數(shù)據(jù)線接口、無(wú)線發(fā)射裝置接口、工業(yè)電腦數(shù)據(jù)線接口。

工業(yè)電腦上安裝有PPS程序軟件，顯示PPS導(dǎo)向系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)測(cè)量得到的最終結(jié)果。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行

2.2.1 初始參數(shù)的輸入

PPS程序首次運(yùn)行前需要輸入必要的初始參數(shù)。

1)建立隧道理論中線。將隧道中線按1 m的間隔建立中線點(diǎn)，在文本文檔中依次輸入中線點(diǎn)里程(Station)、東坐標(biāo)(East)、北坐標(biāo)(North)及高程(Elevation)，在PPS程序軟件中導(dǎo)入該文本文檔，隧道理論中線即可成功創(chuàng)建。接著創(chuàng)建一個(gè)工程文件(Project)，定期備份工程文件，在因故障重裝系統(tǒng)后導(dǎo)入備份的工程文件即可恢復(fù)數(shù)據(jù)。

2)輸入測(cè)量參數(shù)。依次輸入傾斜儀初始值(滾動(dòng)值 Roll、仰俯值 Pitch、偏航值)，1#，2#馬達(dá)棱鏡機(jī)器坐標(biāo)，全站儀與后視棱鏡三維坐標(biāo)(Y，X，H)，后視棱鏡定位角度(水平角、豎直角)與斜距，1#，2#馬達(dá)棱鏡定位角度(水平角、豎直角)。

輸入馬達(dá)棱鏡機(jī)器坐標(biāo)或定位角度時(shí)應(yīng)注意輸入順序與馬達(dá)棱鏡的編號(hào)(1#，2#)一致。后視棱鏡、馬達(dá)棱鏡的定向角度中的水平角為全站儀直接測(cè)量所得，只要后視棱鏡與馬達(dá)棱鏡之間的角度差值不變，該水平角可為任意值。一般不應(yīng)把后視棱鏡水平角設(shè)為0，否則系統(tǒng)會(huì)無(wú)法識(shí)別。

3)其他參數(shù)。剩余待輸入?yún)?shù)包括TBM設(shè)備定義參數(shù)、允許誤差范圍、糾偏路線最小拐彎半徑、屏幕顯示參數(shù)等，可根據(jù)工程的實(shí)際要求選擇。

2.2.2 運(yùn)行PPS導(dǎo)向系統(tǒng)

通過(guò)PPS程序軟件運(yùn)行整個(gè)PPS導(dǎo)向系統(tǒng)，系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)初始化COM接口、多路器、傾斜儀 (含馬達(dá)棱鏡)、全站儀，正、倒鏡檢查后視方位，測(cè)量1#馬達(dá)棱鏡，讀取傾斜儀讀數(shù)，測(cè)量2#馬達(dá)棱鏡，完成一個(gè)測(cè)量循環(huán)后程序?qū)y(cè)量結(jié)果以圖形的形式顯示出來(lái)，并標(biāo)示出TBM主機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的偏移量，建議糾偏路線，TBM刀盤的滾動(dòng)值、仰俯值，顯示當(dāng)前TBM刀盤中心的三維坐標(biāo)、刀盤里程、掘進(jìn)距離等，非常方便。

PPS程序自帶檢查功能，輸入全站儀與后視棱鏡坐標(biāo)及定向角度有誤或測(cè)量誤差引起的后視方位錯(cuò)誤程序會(huì)自動(dòng)彈出對(duì)話框提醒，并無(wú)法運(yùn)行系統(tǒng);在正常工作中，意外移動(dòng)全站儀或后視棱鏡造成方位錯(cuò)誤，系統(tǒng)在檢查后視方位時(shí)也會(huì)給出警告;同時(shí)，每個(gè)測(cè)量循環(huán)系統(tǒng)將全站儀測(cè)得的1#，2#馬達(dá)棱鏡距離與根據(jù)傾斜儀測(cè)得的坡度值反算出的棱鏡距離進(jìn)行比對(duì)，超限時(shí)顯示紅顏色的警告，提醒測(cè)量人員進(jìn)行復(fù)核。

3 測(cè)量誤差的控制

3.1 人工因素

PPS的測(cè)量工作仍然是以洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)、高程點(diǎn)等控制點(diǎn)為基點(diǎn)的，控制點(diǎn)測(cè)量的精度是PPS準(zhǔn)確工作的前提，而且PPS日常轉(zhuǎn)站也是由測(cè)量人員手動(dòng)操作，所以測(cè)量人員的技術(shù)水平是控制PPS測(cè)量精度的一個(gè)關(guān)鍵因素。

3.2 圍巖變形

全站儀及后視棱鏡通過(guò)支架固定在隧道洞壁上，當(dāng)圍巖發(fā)生收斂變形時(shí)全站儀及后視棱鏡也會(huì)發(fā)生位移，此時(shí)方位誤差若未超限，PPS還會(huì)繼續(xù)工作，但誤差已經(jīng)在積累，如圖2所示。后視棱鏡較全站儀位置較早開(kāi)挖，圍巖收斂速度也較全站儀位置緩慢，隨著圍巖變形的增大，TBM司機(jī)根據(jù)PPS程序顯示進(jìn)行掘進(jìn)，TBM主機(jī)也向圍巖收斂方向偏移，如果連續(xù)幾次快速轉(zhuǎn)站 (非控制點(diǎn)轉(zhuǎn)站)，則這種誤差會(huì)越積累越大，且不易被發(fā)覺(jué)，直到重新從控制點(diǎn)轉(zhuǎn)站后，誤差得到修正，PPS程序顯示TBM主機(jī)位置發(fā)生橫向突變。

此類誤差可采取以下措施減小影響。

圖2 圍巖變形影響示意圖Fig.2 Sketch of effect of surrounding rock deformation

3.2.1 控制點(diǎn)轉(zhuǎn)站減小圍巖收斂影響

PPS導(dǎo)向系統(tǒng)日常轉(zhuǎn)站分為2種:快速轉(zhuǎn)站與控制點(diǎn)轉(zhuǎn)站。快速轉(zhuǎn)站直接以現(xiàn)有全站儀、后視棱鏡支架為基點(diǎn)，測(cè)量新全站儀支架三維坐標(biāo)，然后將全站儀移動(dòng)到新支架上即可;控制點(diǎn)轉(zhuǎn)站以隧道內(nèi)控制點(diǎn)為基點(diǎn)，測(cè)量新全站儀支架三維坐標(biāo)，然后移動(dòng)全站儀到新支架上。

快速轉(zhuǎn)站快速、簡(jiǎn)便，但誤差會(huì)隨轉(zhuǎn)站次數(shù)而積累。因此，在圍巖變形較大的地段應(yīng)盡量采用從控制點(diǎn)轉(zhuǎn)站的方法進(jìn)行作業(yè)。

3.2.2 減小每次轉(zhuǎn)站距離

圍巖收斂變形隨時(shí)間增長(zhǎng)逐漸積累增大，因此，在相同掘進(jìn)速度下，縮短轉(zhuǎn)站距離即縮小轉(zhuǎn)站時(shí)間間隔，會(huì)降低圍巖收斂對(duì)測(cè)量精度的影響。

本工程中，圍巖收斂變形較小的地段40～50 m轉(zhuǎn)站一次，在收斂變形大的地段轉(zhuǎn)站距離則減小到20 m左右。如遇TBM停機(jī)超過(guò)2 d，再次開(kāi)機(jī)掘進(jìn)前需對(duì)全站儀、后視棱鏡坐標(biāo)進(jìn)行重新復(fù)核。

3.3 其他影響測(cè)量精度的因素

3.3.1 高溫、強(qiáng)光影響

受TBM作業(yè)區(qū)域限制，全站儀視線有時(shí)會(huì)穿過(guò)高溫氣體或強(qiáng)光區(qū)域，如VFD配電柜上方、電弧焊作業(yè)區(qū)、強(qiáng)光照明燈等。由于局部溫度過(guò)高或強(qiáng)光干擾，此時(shí)光線穿過(guò)會(huì)發(fā)生折射，造成測(cè)量結(jié)果偏差;因此，在實(shí)際工作中應(yīng)盡量避免。

3.3.2 灰塵、滲水影響

TBM掘進(jìn)時(shí)刀盤擾動(dòng)圍巖、輸送帶轉(zhuǎn)碴、噴射混凝土作業(yè)等均會(huì)產(chǎn)生大量灰塵，尚未遮擋視線時(shí)，光線穿過(guò)灰塵時(shí)會(huì)發(fā)生衍射，造成測(cè)量結(jié)果偏差;因此，在實(shí)際工作中應(yīng)保證通風(fēng)、除塵系統(tǒng)正常運(yùn)行。

當(dāng)全站儀視線剛好穿過(guò)滲水區(qū)時(shí)，光線穿過(guò)滴落的水滴時(shí)會(huì)發(fā)生折射，同樣會(huì)造成測(cè)量結(jié)果偏差，此時(shí)應(yīng)對(duì)滲水區(qū)進(jìn)行防水措施處理，如埋設(shè)盲管、鋪設(shè)防水板將水引流。

4 PPS導(dǎo)向系統(tǒng)的日常維護(hù)及常見(jiàn)故障的排除

4.1 PPS導(dǎo)向系統(tǒng)的日常維護(hù)

PPS導(dǎo)向系統(tǒng)的正常運(yùn)行離不開(kāi)日常的維護(hù)，測(cè)量人員需提高對(duì)該工作的重視程度并確保落實(shí)到位。PPS系統(tǒng)的日常維護(hù)工作主要包括:

1)每天對(duì)所有電源線、數(shù)據(jù)線、無(wú)線發(fā)射裝置進(jìn)行檢查，接頭松動(dòng)的及時(shí)擰緊，線路破損的及時(shí)更換。

2)每天用專用清潔紙巾清潔馬達(dá)棱鏡鏡面、全站儀鏡頭及表面、后視棱鏡鏡面。

3)每天檢查馬達(dá)棱鏡固定螺栓是否松動(dòng)，如有松動(dòng)重新擰緊并復(fù)核發(fā)生松動(dòng)的馬達(dá)棱鏡機(jī)器坐標(biāo)。

4)每周對(duì)PPS程序數(shù)據(jù)進(jìn)行一次備份。

5)每2周對(duì)傾斜儀滾動(dòng)值、仰俯值進(jìn)行一次校核。6)每4周復(fù)核一次馬達(dá)棱鏡機(jī)器坐標(biāo)。

7)每6個(gè)月對(duì)全站儀進(jìn)行一次校核。

4.2 PPS導(dǎo)向系統(tǒng)常見(jiàn)故障及排除方法

在PPS導(dǎo)向系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的不同故障，可依照程序報(bào)錯(cuò)類型大致分類，然后進(jìn)行排除。

4.2.1 COM 接口初始化錯(cuò)誤

當(dāng)PPS系統(tǒng)程序提示COM接口初始化錯(cuò)誤時(shí)，首先檢查裝有PPS程序的工業(yè)電腦是否與多路器連接良好，如果連接沒(méi)有問(wèn)題，則檢查工業(yè)電腦連接多路器的COM接口編號(hào)是否與PPS系統(tǒng)程序中選定的編號(hào)一致，比如工業(yè)電腦接口為COM3，則PPS程序中也必須選定相應(yīng)的COM3。編號(hào)無(wú)誤仍不能初始化COM接口時(shí)，嘗試拔下工業(yè)電腦COM接頭，并重新插上(必要時(shí)可重新啟動(dòng)電腦)接頭，因?yàn)槟承╇娔X在非正常關(guān)機(jī)后重新啟動(dòng)，可能造成系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別接口。如以上情況均已排除，問(wèn)題仍未解決，則很有可能是COM接口驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，嘗試重新更新工業(yè)電腦上的COM接口驅(qū)動(dòng)，問(wèn)題應(yīng)該就能得到解決了。

4.2.2 初始化傾斜儀失敗或讀取傾斜儀數(shù)據(jù)失敗

檢查傾斜儀電源線、數(shù)據(jù)線是否破損，接頭是否松動(dòng)，如線路沒(méi)有問(wèn)題則可能是傾斜儀自身故障。

4.2.3 棱鏡問(wèn)題

1)關(guān)閉1#(或2#)棱鏡失敗?？赡茉?yàn)轳R達(dá)棱鏡連接線損壞、接頭松動(dòng)或者接觸不良、馬達(dá)棱鏡損壞。

2)棱鏡錯(cuò)誤(Problem with prism)?？赡茉?yàn)?#(或2#)馬達(dá)棱鏡連接線接頭接觸時(shí)斷時(shí)續(xù)，不能穩(wěn)定接收系統(tǒng)信號(hào)。

3)尋找棱鏡錯(cuò)誤?？赡茉?yàn)槿緝x與后視棱鏡、馬達(dá)棱鏡之間有障礙物阻隔，無(wú)法通視。

4.2.4 全站儀問(wèn)題

1)初始化全站儀錯(cuò)誤?？赡茉?yàn)槿緝x電源盒斷電、無(wú)線發(fā)射裝置接口松動(dòng)或損壞、全站儀故障。

2)只有角度測(cè)量可用?？赡茉?yàn)榭諝夥蹓m含量過(guò)高，影響通視條件，此類情況加強(qiáng)通風(fēng)即可解決;或者全站儀測(cè)距板故障，此類情況需要對(duì)全站儀進(jìn)行檢修。

3)全站儀水平出錯(cuò)?？赡茉?yàn)橐馔庖苿?dòng)支架或者圍巖變形導(dǎo)致全站儀豎軸傾斜度超出補(bǔ)償器補(bǔ)償范圍，全站儀無(wú)法工作，重新調(diào)平并復(fù)核全站儀坐標(biāo)即可。

4.2.5 后視方位錯(cuò)誤

轉(zhuǎn)站工作中輸入坐標(biāo)參數(shù)后，彈出對(duì)話框提示后視方位錯(cuò)誤，并無(wú)法運(yùn)行測(cè)量程序，導(dǎo)致該情況出現(xiàn)的原因?yàn)檩斎胗姓`或者轉(zhuǎn)站工作中測(cè)量誤差超限。

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)方位錯(cuò)誤的提示，則可能是全站儀或者后視棱鏡支架意外移動(dòng)，造成后視方位超限，重新復(fù)核全站儀和后視棱鏡三維坐標(biāo)即可。

5 手動(dòng)測(cè)量應(yīng)急工作模式

手動(dòng)測(cè)量模式是PPS導(dǎo)向系統(tǒng)提供的一種應(yīng)急工作模式，在系統(tǒng)某些組件損壞無(wú)法工作時(shí)，可選擇相對(duì)應(yīng)的手動(dòng)模式對(duì)TBM進(jìn)行導(dǎo)向。手動(dòng)測(cè)量共有4種可供選擇。

5.1 手動(dòng)傾斜儀模式

當(dāng)傾斜儀損壞不能進(jìn)行滾動(dòng)值、仰俯值測(cè)量時(shí)，選擇此模式，運(yùn)行測(cè)量程序后按系統(tǒng)提示將人工測(cè)得的滾動(dòng)值與仰俯值(以角度形式輸入，詳見(jiàn)2.1.2傾斜儀初始值測(cè)量的相關(guān)說(shuō)明)輸入對(duì)話框中，其他工作則由系統(tǒng)自動(dòng)完成。

5.2 手動(dòng)全站儀模式

當(dāng)PPS系統(tǒng)匹配的全站儀不能工作，例如儀器故障或者送專業(yè)單位檢校時(shí)，用其他非PPS系統(tǒng)匹配的全站儀進(jìn)行替代，系統(tǒng)不一定能夠成功識(shí)別，此時(shí)可選擇該模式，運(yùn)行測(cè)量程序，根據(jù)提示手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)后視棱鏡(正、倒鏡各1次)、馬達(dá)棱鏡進(jìn)行測(cè)量并分別輸入對(duì)話框中，其他工作由系統(tǒng)自動(dòng)完成。

5.3 手動(dòng)全站儀及棱鏡模式

當(dāng)馬達(dá)棱鏡損壞時(shí)，用普通圓棱鏡進(jìn)行替代，系統(tǒng)不能控制棱鏡打開(kāi)或關(guān)閉，且有可能同時(shí)發(fā)生5.2中的情況，選擇此模式，運(yùn)行測(cè)量程序，根據(jù)提示手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)后視棱鏡(正、倒鏡各1次)、2個(gè)前視棱鏡進(jìn)行測(cè)量并分別輸入對(duì)話框中，其他工作由系統(tǒng)自動(dòng)完成。

手動(dòng)全站儀模式與手動(dòng)全站儀及棱鏡模式的區(qū)別在于:手動(dòng)全站儀模式測(cè)量時(shí)，馬達(dá)棱鏡由系統(tǒng)自動(dòng)控制打開(kāi)、關(guān)閉，而手動(dòng)全站儀及棱鏡模式則由人工控制前視棱鏡朝向或背對(duì)全站儀，這一點(diǎn)應(yīng)引起重視，因?yàn)?個(gè)前視棱鏡距離較近，不能同時(shí)全部面向全站儀進(jìn)行測(cè)量，否則2個(gè)棱鏡同時(shí)反射測(cè)量激光會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

5.4 全手動(dòng)模式

此模式僅用于傾斜儀與馬達(dá)棱鏡、傾斜儀與全站儀或者三者同時(shí)不能工作時(shí)的情況。

選擇此模式后，PPS系統(tǒng)已基本癱瘓，運(yùn)行測(cè)量程序后根據(jù)提示手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)后視棱鏡(正、倒鏡各1次)、2個(gè)前視棱鏡進(jìn)行測(cè)量，人工測(cè)量TBM主機(jī)的滾動(dòng)值、仰俯值，并輸入到對(duì)話框中，PPS程序僅進(jìn)行計(jì)算工作，并將計(jì)算結(jié)果以圖像的形式顯示在屏幕上。

6 結(jié)論

由于TBM施工進(jìn)度很快，PPS導(dǎo)向系統(tǒng)必須能夠提供持續(xù)、有效、精確的數(shù)據(jù)作為調(diào)整方向的參考標(biāo)準(zhǔn)。這就要求PPS系統(tǒng)必須能夠保證良好的工作狀態(tài)，測(cè)量人員需要掌握PPS系統(tǒng)的工作原理，做好日常的維護(hù)、保養(yǎng)工作，在出現(xiàn)故障時(shí)能夠第一時(shí)間予以恢復(fù)，并在硬件損壞的情況下仍能夠提供有效的數(shù)據(jù)指導(dǎo)掘進(jìn)。

當(dāng)遇到較硬圍巖時(shí)，TBM刀盤掘進(jìn)時(shí)震動(dòng)很大，長(zhǎng)時(shí)間的震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)棱鏡損壞，而且損壞頻率比較高。關(guān)于延長(zhǎng)馬達(dá)棱鏡的使用壽命，目前還在試驗(yàn)與探討中，例如加設(shè)緩沖墊層或者對(duì)棱鏡進(jìn)行一些改動(dòng)等，但是方案尚不成熟。

［1］ 康寶生.淺談盾構(gòu)和TBM的導(dǎo)向系統(tǒng)［J］.建筑機(jī)械化，2010，31(2):70 －73.

［2］ 崔志偉，張曉慧，于英濤，等.TBM激光導(dǎo)向控制在大伙房水庫(kù)輸水隧洞施工中的運(yùn)用［J］.東北水利水電，2007，25(11):13－14.

［3］ 王國(guó)輝，馬莉.TBM隧道掘進(jìn)中的激光導(dǎo)向系統(tǒng)［J］.鐵道建筑，2006(6):24－26.

［4］ 王世霏，孫永浩，朱玉峰，等.PPS導(dǎo)向系統(tǒng)在TBM中的應(yīng)用［J］.水利水電技術(shù)，2006，37(3):31 －33.(WANG Shifei，SUN Yonghao，ZHU Yufeng，et al.Application of PPS orientating system totunnelingwith TBM［J］.Water Resources and Hydropower Engineering，2006，37(3):31 －33.(in Chinese))

［5］ 申華偉，李麗.激光導(dǎo)向系統(tǒng)在TBM中的工作原理及其影響因素［J］.科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007，17(19):196－197.(SHEN Huawei，LI Li.The operating principles and the influencing factors of laser guiding system in TBM:tunnel boring machine［J］.Sci/Tech Information Development ＆Economy，2007，17(19):196 －197.(in Chinese))

［6］ 宋瀛道.淺談錦屏電站引水隧洞TBM施工測(cè)量方法［J］.鐵道建筑技術(shù)，2009(11):68－71.(SONG Yingdao.Discussion on the measure method of the TBM construction for the diversion tunnel of Jinping hydropower station［J］.Railway Construction Technology，2009(11):68 － 71.(in Chinese))

［7］ 趙毅.PPS－TBM導(dǎo)向系統(tǒng)的應(yīng)用與管理［J］.隧道建設(shè)，2010，30(1):63 － 66，96.(ZHAO Yi.Application and management of PPS guidance system of TBM［J］.Tunnel Construction，2010，30(1):63 －66，96.(in Chinese))

［8］ 連杰.淺析TBM施工中激光導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.科技信息:科學(xué)·教研，2008(14):368.

［9］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50046－2008盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008:14－15.

［10］中國(guó)鐵路工程總公司.鐵建設(shè)［2007］106號(hào) 鐵路隧道全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法技術(shù)指南［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2007:44－49.