[发明专利]一种盾构机地中对接高精度快速测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种盾构机地中对接高精度快速测量装置及方法，以三个套管与第一刀盘面的三个连接点作为起始坐标点，以测量尺中间的各个铰接点作为测量点，以三个套管与第二刀盘面的三个连接点作为终止坐标点，已知起始坐标点的空间坐标，并根据倾角传感器得到的倾角数据，可计算每个测量点的坐标增量，并根据坐标增量计算出终止坐标点的空间坐标，再将终止坐标点的空间坐标与起始坐标点的空间坐标进行对比，以确定两台盾构机的相对位置。本申请采用多点测量，保证了测量的精度，防止测量长度过大造成较大的误差。且，操作简便，运用设备简单，测量速度快。本申请采用三点成面的原理，可较为准确直观地确定两台盾构机的相对位置。

技术领域

本发明涉及一种盾构机地中对接高精度快速测量装置及方法。

背景技术

随着盾构技术的广泛应用，国内的盾构技术得到迅速发展。在城市基础设施的发展中，对超长距离隧道的建设需求也日益增加。在超长距离隧道的建设中，采用单台盾构机一次性挖掘难度较大，而采用盾构地中对接法可以降低施工难度，更好地完成超长距离隧道的建设。

盾构地中对接法，是用于测量盾构地中对接施工中两台盾构机刀盘面的相对坐标，确保后行盾构机与先行盾构机精准对接。盾构地中对接法对盾构机的对接精度要求较高，尤其是机械式对接工法对盾构机的对接精度要求极高，一旦两台盾构机相对位置发生些许偏差都会导致两台盾构机无法成功对接，因此在两台盾构机未对接前需对盾构机方向及姿态进行高效快速的调整，以此保证两台盾构机能够成功对接，并且有效避免了两台盾构机无法对接造成的施工事故。

如今盾构地中对接施工中所采用的测量方法主要是磁器探测与射线探测结合的对接测量方法，该测量方法测量效率较低且测量偏差也较大。

综上所述，有必要研究一种快速且高精度的测量装置及方法，以此提升盾构地中对接施工中测量的效率及测量结果的准确性，确保两台盾构机能够精准对接。

发明内容

本发明提供了一种盾构机地中对接高精度快速测量装置及方法，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种盾构机地中对接高精度快速测量装置，适用于两台盾构机，两台盾构机分别定义为第一盾构机和第二盾构机，第一盾构机设有第一刀盘面，第二盾构机设有第二刀盘面，该快速测量装置包括：

三个中空的套管，每一个套管两端分别与第一刀盘面和第二刀盘面相连接，且每一套管均呈水平布置，三个套管与第一刀盘面的连接点以及三个套管与第二刀盘面的连接点均不共线；

三个测量尺，分别位于三个套管内且沿着套管长度方向延伸，每一测量尺包括若干个铰接连接的尺板和若干个倾角传感器，每一尺板上设置有一个倾角传感器，该倾角传感器可测量对应的尺板的倾角；

三组定位装置，三组定位装置分别安装在三个套管内，每一组定位装置可将对应测量尺之位于两端部的尺板与套管进行水平定位或竖直定位，当测量尺之位于两端部的尺板与套管进行水平定位时，测量尺之位于中间的尺板在其自身重力作用下倾斜布置；当测量尺之位于两端部的尺板与套管进行竖直定位时，测量尺之位于中间的尺板自由折弯布置；

以三个套管与第一刀盘面的三个连接点作为起始坐标点，以测量尺中间的各个铰接点作为测量点，以三个套管与第二刀盘面的三个连接点作为终止坐标点，已知起始坐标点的空间坐标，并根据倾角传感器得到的倾角数据，可计算每个测量点的坐标增量，并根据坐标增量计算出终止坐标点的空间坐标，再将终止坐标点的空间坐标与起始坐标点的空间坐标进行对比，以确定两台盾构机的相对位置。

一较佳实施例之中：每一组定位装置包括两个分别位于套管两端的水平定位装置，所述水平定位装置包括水平定位台，所述水平定位台可折叠地安装在套管底部且其设有顶端开口的水平定位槽，所述测量尺之两端部的尺板分别置于两个水平定位槽内。