盾構(gòu)機實時姿態(tài)的計算方法
3.1.測量原理和方法
盾構(gòu)機姿態(tài)測量的原理: 盾構(gòu)機前體位置上要選擇兩個控制點，這兩個控制點不能在同一條直線上，在控制點上還要安上反射片。在測量過程中，為了保證測量的便捷性，應(yīng)當(dāng)盡量保證這些控制點和盾尾通視，同時要保證在測量過程中，控制點上的反射片不能脫落或者是移動位置。為了保證盾構(gòu)機上的控制點、刀盤中心和初始姿態(tài)的相對關(guān)系，在盾構(gòu)機上已經(jīng)安裝好的前基準(zhǔn)點、后基準(zhǔn)點以及刀盤上方應(yīng)當(dāng)各布置一個臨時觀測點，并且要在盾構(gòu)機的前體位置上設(shè)置一些其它觀測點。盾構(gòu)機工作前，應(yīng)當(dāng)對盾構(gòu)機上的所有控制點以及臨時觀測點進(jìn)行初始坐標(biāo)測量，這樣就可以測量出盾構(gòu)機的具體姿態(tài)和位置信息。
3.2.分析姿態(tài)測量的精度
盾構(gòu)體的姿態(tài)測量的觀測值是由兩棱鏡的坐標(biāo)和滾動角、俯仰角組成，坐標(biāo)的誤差是由全站儀的精度決定的；而滾動角、俯仰角是通過雙軸傾斜儀進(jìn)行測量的，它的誤差是由傾斜儀的精度決定的。全站儀是一種智能儀器，它主要由三部分組成，分別是電子經(jīng)緯儀、光電測距儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
兩棱鏡安裝位置的確定是很困難的，因為在安裝時沒有參照物，很難求得偏航角。因此，在安裝兩棱鏡的時候，往往采取的是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的辦法，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，就可以定位兩棱鏡的相對位置。盾構(gòu)機的測量過程以及計算過程必然會產(chǎn)生誤差，因此，需要對誤差進(jìn)行評估。
3.3.提高精度測量的辦法
3.3.1.使用高精度測量儀器
如果使用測量精度為3mm的儀器，處于刀盤中心的Z坐標(biāo)的誤差平均值會達(dá)到5.8mm，這個數(shù)值大約是儀器誤差的兩倍；如果使用精度為5mm的儀器，誤差平均值會達(dá)到34mm。所以，如果能夠使用高精度測量儀器，將會有效的減少盾構(gòu)機的測量誤差。
3.3.2.采用多點復(fù)核測量
采用多點符合測量就需要在盾構(gòu)機上的控制點至少要在5個以上，這樣既可以為符合測量做準(zhǔn)備，也可以防止施工的時候被意外損壞的現(xiàn)象。
3.3.3.測量控制點的布置要合理
測量結(jié)果在很大程度上受控制點的位置影響，因此，在一般情況下，控制點應(yīng)當(dāng)布置在盾構(gòu)機上的比較穩(wěn)固的位置上，這樣在一定程度上就能保證盾構(gòu)機在施工過程中不會被意外碰到，并且能夠保證和盾尾相通視。除此之外，三個控制點的位置應(yīng)當(dāng)盡量使他們呈三角形，并且最大程度上保證他們的邊最長。
由于盾構(gòu)技術(shù)具有自動化程度高、施工速度快、對周圍的環(huán)境影響小等優(yōu)勢，施工過程中能夠獲得良好的綜合效益，盾構(gòu)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成地鐵施工過程中主要采用的辦法。盾構(gòu)技術(shù)的姿態(tài)控制對整個施工過程影響非常大，它控制著整個施工過程的質(zhì)量和精度。此外，應(yīng)當(dāng)建立維護液壓系統(tǒng)的保護方案，掘進(jìn)參數(shù)的設(shè)定要合理，避免長時間負(fù)荷運行，以降低設(shè)備運行風(fēng)險。
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