一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法_2

文档序号:9906625阅读:来源:国知局
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[0044] 公式(1)中,Z2(n)根据盾构机垂直姿态CZ、盾构机垂直姿态基准Cj和盾构机姿态 偏差阈值s进行确定:
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(1-21);
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[0049]对Q(n)进行确定时,根据公式Q(n)=Qi(n)+Q2(n) (2)进行确定;
[0050]公式(2)中,Q1(Ii)根据左右侧千斤顶行程差QZY和千斤顶行程差阈值q进行确定:
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[0055] 公式(2)中,Q2(n)根据上下侧千斤顶行程差QSX和千斤顶行程差阈值q进行确定:
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[0060] 对D(n)进行确定时,根据公另
_(3)进行确定; [0061]公式(3)中,D1(Ii)根据上部盾尾间隙DS和盾尾间隙允许值d进行确定:
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[0072] 当 DY2c^,D4(n)=0。
[0073] 上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法,其特征是:步骤三中进行 可选择拼装点位的选择性评价时,过程如下:
[0074] 步骤301、可选择拼装点位优选程度计算:根据步骤二中所确定的16个所述待选拼 装点位中各待选拼装点位的三个选择影响指标,并结合三个所述选择影响指标的权重系 数,对步骤一中5个所述可选择拼装点位的优选程度分别进行计算;
[0075] 步骤二中所确定的5个所述可选择拼装点位中m点的三个选择影响指标中所述盾 构机姿态、盾构机千斤顶行程差和盾尾间隙,分别记作Z(m)、Q(m)和D(m);其中,m为正整数 JzLrn - a、b、c、(1?? θ ;
[0076] 对5个所述可选择拼装点位中m点的优选程度进行计算时,根据公式H(m) = Ad · D (m)+AQ · Q(m)+Az · Z(m) (5)进行计算;
[0077 ]本步骤中,计算出的a点、b点、c点、d点和e点的优选程度,分别记作H (a)、H (b)、H (c)、H(d)和H(e);
[0078]步骤302、可选择拼装点位优选程度比较:对步骤301中计算出的5个所述可选择拼 装点位的优选程度讯&)、!1(13)、!1((3)、!1((1)和!1(幻进行比较,并从5个所述可选择拼装点位中 找出优选程度最大的可选择拼装点位;
[0079]所找出的优选程度最大的可选择拼装点位记作N点,N点为选择性最好的可选择拼 装点位且其为当前环盾构管片的管片拼装点位;其中,N为正整数且16。
[0080] 上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法,其特征是:步骤二中所述 盾构掘进施工参数包括盾构机姿态参数、盾构机千斤顶行程差参数和盾尾间隙参数;
[0081] 所述盾构机姿态参数包括盾构机水平姿态SP和盾构机垂直姿态CZ;其中,SP为盾 构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的水平偏差量,CZ为盾构掘进施工时盾构机 中盾相对于隧道中心轴线的垂直偏差量;
[0082] 所述盾构机千斤顶行程差参数包括左右侧千斤顶行程差QZY和上下侧千斤顶行程 差QSX;其中,QZY = QZ-QY, QZ为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构 机左侧千斤顶的行程,QY为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机右 侧千斤顶的行程;QSX = QS-QX, QS为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时 盾构机上部千斤顶的行程,QX为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构 机下部千斤顶的行程;
[0083]所述盾尾间隙参数包括上部盾尾间隙DS、下部盾尾间隙DX、左侧盾尾间隙DZ和右 侧盾尾间隙DY;
[0084]步骤三中完成可选择拼装点位的选择性评价后,根据步骤三中得出的当前环盾构 管片的管片拼装点位,对所述当前环盾构管片进行拼装施工。
[0085] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0086] 1、方法步骤简单且投入成本低,实现方便。
[0087] 2、方法设计合理,根据上一环盾构管片的管片拼装点位能推算出当前环盾构管片 的5个可选择拼装点位,再考虑三个选择影响指标,计算出5个可选择拼装点位的优选程度, 并将优选程度最大的可选择拼装点位作为当前环盾构管片的拼装点位。
[0088] 3、三个选择影响指标选择合理,全面、准确考虑了影响管片拼装点位选择的因素, 可有效减少实际施工中盾构管片因管片拼装点位不妥出现的管片破损及渗漏水现象,提高 成型隧道质量。
[0089] 4、三个选择影响指标的权重系数确定方法简单、合理且实现方便、使用效果好,能 对三个选择影响指标对管片拼装点位选择的影响程度进行简便、直观且准确表示。
[0090] 5、拼装点位优选程度的计算方法简单、设计合理且计算结果可靠,考虑符合现场 施工且影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标,根据三个选择影响指标的影响方式, 并通过权重来体现各选择影响指标的影响程度,且通过加权总和来判断出最优的管片拼装 点位。
[0091] 6、全面考虑在实际盾构掘进施工过程中与通用环管片选型相关的参数(即盾构掘 进施工参数),同时结合设定参数,并通过权重分析,通过定量计算当前环盾构管片的管片 拼装点位,为管片拼装提供符合现场实际的拼装点位指导,实用性及可操作性强,实现精细 化的定量控制。
[0092] 7、通过数据处理设备能简便、快速计算出各可选择拼装点位的优选程度,所需时 间非常短且计算量小,实现简便,只需输入对应的盾构掘进施工参数、设定参数和权重系数 即可。
[0093] 8、根据盾构掘进过程中参照的基准轴线对盾构机姿态基准进行确定,对管片拼装 点位进行确定时,考虑所确定的盾构机姿态基准,从而能有效保证施工成型隧道管片的轴 线位置,实现精细化控制,适用性强,所确定的管片拼装点位更符合现场实际。
[0094] 9、完成可选择拼装点位的选择性评价后,计算出当前环盾构管片拼装施工完成后 的盾构机千斤顶行程信息和盾尾间隙信息,指导现场施工,实现通用环管片点位选择过程 的信息化,并且实现千斤顶行程及盾尾间隙的定量控制,实现管片选型的精细化控制。
[0095] 10、使用效果好且实用价值高,能适应实际工程中不同地层中因管片上浮量不同 而采取的不同的盾构掘进轴线,贴合现场实际,使管片选型结果(具体是管片拼装点位确定 与管片拼装)与盾构掘进思路相一致,确保适应性。并且,根据现场实际,并考虑三个选择影 响指标的影响程度,且通过调整权重系数,对三个选择影响指标影响当前环盾构管片的管 片拼装点位的重要程度进行调整,超过或接近施工限值(即设定参数)的选择影响指标(也 称为影响因素)的权重系数上升,实现简便,更符合现场实际。
[0096] 综上所述,本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好,能简便、快速 且准确确定通用环管片的拼装点位。
[0097] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0098] 图1为通用环管片16个拼装点位的布设位置示意图。
[0099] 图2为本发明的方法流程框图。
【具体实施方式】
[0100] 如图2所示的一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法,采用盾构机沿隧 道中心轴线由后向前对所施工隧道进行盾构掘进施工,盾构掘进施工完成一环后进行盾构 管片拼装施工;
[0101] 任一环盾构管片拼装施工之前,先对当前环盾构管片的管片拼装点位进行确定, 过程如下:
[0102] 步骤一、可选择拼装点位确定:按照盾构管片错缝拼装方法,并根据上一环盾构管 片的管片拼装点位,从16个待选拼装点位中选出当前环盾构管片的5个可选择拼装点位;
[0103] 16个所述待选拼装点位沿圆周方向均匀布设且其沿顺时针方向由前至后分别为1 点、2点、…、16点,详见图1;
[0104] 5个所述可选择拼装点位分别记作a点、b点、c点、d点和e点且其沿顺时针方向由前 至后排列;其中,a、b、c、d和 e 均为正整数,l<a<16,l<b<16,l<c<16,l<d<16,l<e< 16;
[0105] 步骤二、选择影响指标及其权重系数确定:根据对当前环盾构管片所处隧道节段 进行盾构掘进施工时的盾构掘进施工参数,对影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标 和三个所述选择影响指标的权重系数分别进行确定;
[0106] 三个所述选择影响指标分别为盾构机姿态、盾构机千斤顶行程差和盾尾间隙;
[01 07]步骤三、可选择拼装点位的选择性评价:根据步骤二中所确定的三个所述选择影 响指标及其权重系数,且按照权重系数法对步骤一中5个所述可选择拼装点位的选择性分 别进行评价,并将评价出的选择性最好的一个所述可选择拼装点位作为当前环盾构管片的 管片拼装点位。
[0108] 并且,所述隧道中心轴线为所施工隧道的设计中心轴线。
[0109] 如图1所示,16个所述待选拼装点位中相邻两个待选拼装点位之间的角度γ为 22.5°。16个所述待选拼装点位中,16点位于最上方,8点位于最下方且16点与8点位于同一 竖直线上。
[0110] 本实施例中,所施工隧道中位于最后侧的一环所述盾构管片为初始环盾构管片, 所述当前环盾构管片为位于所述初始环盾构管片前侧的一环所述盾构管片。
[0111] 实际施工时,对所述初始环盾构管片进行拼装施工时,无需对其管片拼装点位进 行确定。
[0112]本实施例中,步骤一中进行可选择拼装点位确定时,按照盾构管片错缝拼装方法 进行确定,该方法为本领域技术人员熟知的常规盾构管片拼装方法,实现简便,可操作性 强。
[0113]步骤一中上一环盾构管片为当前环盾构管片相邻的上一环盾构管片且其位于当 前环盾构管片后侧。此处,上一环盾构管片的管片拼装点位记作Ns点,其中Ns为正整数,且1 <Ns< 16。
[0114]本实施例中,对5个所述可选择拼装点位进行确定时,过程如下:
[0115]步骤一、a点确定:根据上一环盾构管片的管片拼装点位Ns点,对a点进行确定:当Ns +2>16 时,a = Ns+2-16;否则,a = Ns+2;
[011 ?] 步骤二、b点确定:根据步骤一中所确定的a点,对b点进行确定:当a+3 > 16时,b = a +3-16;否则,b = a+3;
[0117]步骤三、c点确定:根据步骤二中所确定的b点,对c点进行确定:当b+3 > 16时,c = b +3-16;否则,c = b+3;
[0118]步骤四、d点确定:根据步骤三中所确定的c点,对d点进行确定:当c+3 > 16时,d = c +3-16;否则,d = c+3;
[0119] 步骤五、e点确定:根据步骤四中所确定的d点,对e点进行确定:当d+3 > 16时,e = d +3-16;否则,e = d+3。
[0120] 本实施例中,步骤二中三个所述选择影响指标中所述盾构机姿态的权重系数记作 λζ,盾构机千斤顶行程差的权重系数记作1(^,盾尾间隙的权重系数记作Ad;其中,〇<λζ<1,〇 Az+Aq+
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