[发明专利]盾构通用环管片拼装点位确定方法

摘要

本发明公开了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；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：一、可选择拼装点位确定；二、选择影响指标及其权重系数确定：对影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标及其权重系数分别进行确定；三、可选择拼装点位的选择性评价：按照权重系数法对各可选择拼装点位的选择性分别进行评价，并确定当前环盾构管片的管片拼装点位。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。

主权项

1.一种盾构通用环管片拼装点位确定方法，其特征在于：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；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：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；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；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，1≤a≤16，1≤b≤16，1≤c≤16，1≤d≤16，1≤e≤16；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；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；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；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λZ，盾构机千斤顶行程差的权重系数记作λQ，盾尾间隙的权重系数记作λD；其中，0＜λZ＜1，0＜λQ＜1，0＜λD＜1，λZ+λQ+λD＝1；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；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；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；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；步骤二中对影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标进行确定时，需对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分别进行确定；16个所述待选拼装点位中n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(n)、Q(n)和D(n)；其中，n为正整数且n＝1、2、…、16；对Z(n)、Q(n)和D(n)进行确定时，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，并结合预先设定的设定参数进行确定；所述设定参数包括盾构机姿态基准、盾构机姿态偏差阈值s、千斤顶行程差阈值q和盾尾间隙允许值d；其中，s＞0，q＞0且d＞0；所述盾构机姿态基准包括盾构机水平姿态基准Sj和盾构机垂直姿态基准Cj，其中Sj为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工之前预先设定的盾构机中盾相对于隧道中心轴线的水平偏差量，Cj为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工之前预先设定的盾构机中盾相对于隧道中心轴线的垂直偏差量；对Z(n)进行确定时，根据公式Z(n)＝Z1(n)+Z2(n)   (1)进行确定；公式(1)中，Z1(n)根据盾构机水平姿态SP、盾构机水平姿态基准Sj和盾构机姿态偏差阈值s进行确定：当SP‑Sj＜‑s时，当‑s≤SP‑Sj＜0时，当0≤SP‑Sj＜s时，当SP‑Sj≥s时，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：当CZ‑Cj≤‑s时，当‑s＜CZ‑Cj≤0时，当0＜CZ‑Cj≤s时，当CZ‑Cj＞s时，对Q(n)进行确定时，根据公式Q(n)＝Q1(n)+Q2(n)   (2)进行确定；公式(2)中，Q1(n)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：当QZY＜‑q时，当‑q≤QZY＜0时，当0≤QZY＜q时，当QZY≥q时，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：当QSX≤‑q时，当‑q＜QSX≤0时，当0＜QSX≤q时，当QSX＞q时，对D(n)进行确定时，根据公式进行确定；公式(3)中，D1(n)根据上部盾尾间隙DS和盾尾间隙允许值d进行确定：当DS＜d时，当DS≥d时，D1(n)＝0；公式(3)中，D2(n)根据下部盾尾间隙DX和盾尾间隙允许值d进行确定：当DX＜d时，当DX≥d时，D2(n)＝0；公式(3)中，D3(n)根据左侧盾尾间隙DZ和盾尾间隙允许值d进行确定：当DZ＜d时，当DZ≥d时，D3(n)＝0；公式(3)中，D4(n)根据右侧盾尾间隙DY和盾尾间隙允许值d进行确定：当DY＜d时，当DY≥d时，D4(n)＝0。