[发明专利]盾构隧道施工纠偏的稳态目标偏置系统及方法

权利要求书

1.一种盾构隧道施工纠偏的稳态目标偏置方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取隧道施工的设计轴线；

在隧道施工的过程中，获取盾构机的实时偏差信息；

根据盾构机的当前行程，设盾构机的切口中心及盾尾中心均位于所述设计轴线上时，拼装管片轴线中心的位置作为纠偏轴向参考位置点，并计算出所述参考位置点距所述设计轴线的弦高；

根据盾构机的尺寸设定对应的比例系数，依据所述比例系数将所述弦高转换为盾构机的稳态目标偏置值；以及

根据所述稳态目标偏置值与所述实时偏差信息计算得到盾构机的相对偏差信息。

2.如权利要求1所述的盾构隧道施工纠偏的稳态目标偏置方法，其特征在于，计算出所述参考位置点距所述设计轴线的弦高的步骤，包括：

于所述设计轴线上查找出对应的盾构机的切口中心及盾尾中心的设计坐标值，并对应计算出所述参考位置点的坐标值；

于隧道施工的大地坐标系中的X轴和Y轴界定的平面内，计算出所述所述参考位置点的投影点距所述设计轴线的弦高，作为平面弦高；

于隧道施工的大地坐标系中的X轴和Z轴界定的平面内，计算出所述参考位置点的投影点在Z轴方向上距所述设计轴线的弦高，作为高程弦高。

3.如权利要求2所述的盾构隧道施工纠偏的稳态目标偏置方法，其特征在于，依据所述比例系数将所述弦高转换为盾构机的稳态目标偏置值的步骤，包括：

根据公式组一计算出盾构机切口的平面偏置值和高程偏置值，所述公式组一为：

公式组一中，dpcut为盾构机切口的平面偏置值，decut为盾构机切口的高程偏置值，k为比例系数，ph为平面弦高，eh为高程弦高；

根据公式组二计算出盾构机盾尾的平面偏置值和高程偏置值，所述公式组二为：

公式组二中，dptail为盾构机盾尾的平面偏置值，detail为盾构机盾尾的高程偏置值，k为比例系数，ph为平面弦高，eh为高程弦高，L为盾构机的长度，l₀为拼装管片轴线中心距盾尾中心的距离。

4.如权利要求3所述的盾构隧道施工纠偏的稳态目标偏置方法，其特征在于，所述实时偏差信息包括盾构机切口的平面实时偏差值、盾构机切口的高程实时偏差值、盾构机盾尾的平面实时偏差值和盾构机盾尾的高程实时偏差值；

根据所述稳态目标偏置值与所述实时偏差信息计算得到盾构机的相对偏差信息的步骤，包括：

将所述盾构机切口的平面实时偏差值与所述盾构机切口的平面偏置值求和，作为盾构机切口的平面相对偏差值；

将所述盾构机切口的高程实时偏差值与所述盾构机切口的高程偏置值求和，作为盾构机切口的高程相对偏差值；

将所述盾构机盾尾的平面实时偏差值与所述盾构机盾尾的平面偏置值求和，作为盾构机盾尾的平面相对偏差值；

将所述盾构机盾尾的高程实时偏差值与所述盾构机盾尾的高程偏置值求和，作为盾构机盾尾的高程相对偏差值。

5.如权利要求1所述的盾构隧道施工纠偏的稳态目标偏置方法，其特征在于，根据盾构机的尺寸设定对应的比例系数的步骤，包括：

当盾构机的直径大于等于12m小于16m时，设定比例系数大于等于0.16小于0.5；

当盾构机的直径大于等于9m小于12m时，设定比例系数大于等于0.12小于0.16；

当盾构机的直径大于等于6m小于9m时，设定比例系数大于等于0.09小于0.12。

6.一种盾构隧道施工纠偏的稳态目标偏置系统，其特征在于，包括：

参数输入单元，用于输入隧道施工的设计轴线、隧道施工过程中的盾构机的实时偏差信息以及盾构机的当前行程；

与所述参数输入单元连接的弦高计算单元，用于根据盾构机的当前行程，设盾构机的切口中心及盾尾中心均位于所述设计轴线上时，拼装管片轴线中心的位置作为纠偏轴向参考位置点，并计算出所述参考位置点距所述设计轴线的弦高；

与所述弦高计算单元和所述参数输入单元连接的处理单元，用于根据盾构机的尺寸设定对应的比例系数，依据所述比例系数将所述弦高转换为盾构机的稳态目标偏置值，再根据所述稳态目标偏置值与所述实时偏差信息计算得到盾构机的相对偏差信息。