[发明专利]一种盾构管片选型及预测方法

说明书

本发明公开了一种盾构管片选型及预测方法，包括：S1、根据施工现场情况，确定各环管片的拼装规则；S2、将隧道设计轴线分为多个直线段和曲线段，按里程大小顺序依次计算各直线段和各曲线段的线形参数；S3、获取当前盾构机所在隧道设计轴线位置对应的线形参数；S4、计算当前环管片所有可选的拼装点位Ksubgt;i/subgt;；S5、将当前环管片的轴线转角、盾尾间隙、推进油缸行程、盾构机趋势进行加权计算，计算出当前环管片中各个可选拼装点位Ksubgt;i/subgt;的加权得分Jsubgt;i/subgt;，选取加权得分Jsubgt;i/subgt;最大值对应的拼装点位Ksubgt;i/subgt;作为当前环管片的拼装点位；S6、重复步骤S4和S5，预测下一环管片类型和管片拼装点位。本发明能够实现标准环及左右转弯环管片当前环的合理选型以及下一环管片选型预测。

技术领域

本发明涉及盾构隧道工程领域。更具体地说，本发明涉及一种盾构管片选型及预测方法。

背景技术

当前盾构管片主要分为通用楔形环管片和标准环+转弯环管片。现有技术中，管片选型方法均为通用型管片的选型方法，当前，标准环+转弯环管片选型主要依靠人工，而人工选点存在主观性强、受操作人员经验和认识局限性的制约，施工当中经常出现拼装点位选择不合理，造成管片点位与隧道设计轴线、盾构姿态不匹配的情况，引起盾构姿态超限、管片错台或开裂、盾尾渗漏等严重后果。

另一方面，和通用型管片不同，标准环+转弯环管片在完成当前环管片选型之后，需要尽快选择下一环的管片型号(标准环、左转弯环、右转弯环)，方便现场组织下一环管片的吊运。当前，下一环管片选型预测同样依靠人工，而人工选型预测存在主观性强、受操作人员经验和认识局限性的制约，施工当中经常出现下环管片型号选择不合理、与隧道设计轴线和盾构姿态不匹配的情况，影响盾构姿态和成型管片质量。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种盾构管片选型及预测方法，包括以下步骤：

S1、根据施工现场情况，确定各环管片的拼装规则；

S2、将隧道设计轴线分为多个直线段和曲线段，按里程大小顺序依次计算各直线段和各曲线段的线形参数；

S3、根据步骤S2计算的数据获取当前盾构机所在隧道设计轴线位置对应的线形参数；

S4、根据上一环管片拼装点位、管片拼装规则计算当前环管片所有可选的拼装点位K_i；

S5、将当前环管片的轴线转角、盾尾间隙、推进油缸行程、盾构机趋势四个因素进行加权计算，计算出当前环管片中各个可选拼装点位K_i的加权得分J_i，选取加权得分J_i最大值对应的拼装点位K_i作为当前环管片的拼装点位；

S6、重复步骤S4和S5，预测下一环管片类型和管片拼装点位。

优选的是，步骤S1具体包括：

S1-1、选择错缝拼装或通缝拼装；

S1-2、选择禁选的拼装点位。

优选的是，步骤S2中，直线段的线形参数包括直线段长度L_ZH；曲线段包括圆曲线以及对称设置圆曲线两侧的缓和曲线，曲线段的线形参数包括曲线长度L、缓和曲线长度L_S、曲线转角α以及圆曲线半径R。

优选的是，步骤S4具体包括：

S4-1、计算当前环管片初步可选的拼装点位；

S4-2、剔除掉不符合当前环管片拼装规则的拼装点位得到当前环管片所有可选的拼装点位K_i。