[发明专利]一种TBM水平纠偏轨迹规划方法

摘要

本发明公开了一种TBM水平纠偏轨迹规划方法，包括1)通过TBM导航系统获得TBM刀盘中心与预定轨迹偏离的水平距离和刀盘掘进方向与预定轨迹的夹角；2)确定TBM掘进作业中最小转弯半径；3)根据TBM刀盘中心与预定轨迹偏离的水平距离、刀盘掘进方向与预定轨迹的夹角以及TBM最小转弯半径，规划出由相互外切的两段圆弧构成的TBM水平纠偏轨迹，根据该TBM水平纠偏轨迹，通过控制TBM水平支撑油缸的位移进而控制TBM调向完成水平纠偏。本发明设计的水平纠偏轨迹可以避免或减少洞壁调向而形成的变化或错台，通过选定合适的纠偏轨迹圆弧半径，使TBM尽快回到设计路线上来以提高工程质量，达到TBM高效、精准施工作业的效果。

主权项

1.一种TBM水平纠偏轨迹规划方法，全断面硬岩掘进机包括刀盘、水平支撑油缸和TBM导航系统，TBM水平纠偏轨迹由相互外切的圆弧BC和圆弧CD构成，其中，B点为纠偏轨迹的起始点，即在TBM刀盘中心与预定轨迹偏离的水平距离为e且刀盘掘进方向与预定轨迹夹角为时TBM刀盘中心的位置，C点为圆弧BC和圆弧CD的切点，D点为纠偏轨迹的终点；圆弧BC在B点与TBM刀盘前面垂直，圆弧CD在D点与预定轨迹相切；其特征在于，该TBM水平纠偏轨迹规划方法包括以下步骤：步骤一、当TBM导航系统中的激光靶靶点超出设定范围时，通过TBM导航系统获得TBM刀盘中心与预定轨迹偏离的水平距离e和刀盘掘进方向与预定轨迹的夹角步骤二、确定TBM掘进作业中最小转弯半径R_min：在TBM掘进距离s内，边刀移动量≤边刀移动限制值Δa，即化简为：式(1)、式(2)中：是边刀移动量，R为TBM转弯半径，从而确定TBM最小转弯半径R_min；步骤三、根据TBM刀盘中心与预定轨迹偏离的水平距离e、刀盘掘进方向与预定轨迹的夹角以及TBM最小转弯半径R_min，规划出TBM水平纠偏轨迹，式(3)和式(4)，R₁为纠偏轨迹中圆弧BC的半径，R₂为纠偏轨迹中圆弧CD的半径，θ₁为纠偏轨迹中圆弧BC的圆心角，θ₂为纠偏轨迹中圆弧CD的圆心角，且满足R_i≥R_min i＝1,2            (5)。