長距離和曲線頂管的導(dǎo)向在隧道掘進機的的精確導(dǎo)向問問題上有幾個個因素是類似似工程所共有有的。這些因因素包括：客客戶要求的校校準精度;開工前決定定挖掘工作面面的測量精度度;工程開始、建建設(shè)中、完工工以及蠕動測測量;設(shè)備操作員員所使用的臨臨時參照系統(tǒng)統(tǒng)；用以設(shè)備備操作員能夠夠精確定位的的參數(shù)表示等等。

雖然任何的的隧道都不可可能與設(shè)計隧隧道軸線(DTA)完全一致，我我們的目標是是盡可能地位位偏移量控制制在絕對的最最小偏移量之之內(nèi)。

盡管在建設(shè)設(shè)中這些因素素都是導(dǎo)向系系統(tǒng)之外的事事，隧道掘進進機的蠕動測測量還是由許許多因素，包包括：進行必必要的測量所所需要的空間間；成功完成成測量所需要要的時間；所所需有資格測測量人員的來來源和經(jīng)費；；掘進機的掘掘進進度。

過去，臨時時工作參照系系的測量有簡簡單的方法(如用三根線線代表直線的的方法)和復(fù)雜的方方法(如用陀螺和和慣性系統(tǒng)的的方法)。可是，在在過去30年里激光一一直是最普通通最可靠的方方法，而且在在全球廣泛使使用。

激光基基準點最初是是安裝在起始始工作坑，后后來移到隧道道上相對穩(wěn)定定的壁或襯板板上。它的位位置由測量人人員決定。激激光器發(fā)出的的可見光束提提供主要的參參考。光束典典型的發(fā)射距距離是100-2200m，由激光器器的功率、隧隧道條件以及及光束所經(jīng)受受的折射量決決定。

激光束的投投射通過機器器中開口(激光窗)以及其他輔輔助設(shè)備到裝裝在掘進機前前部的目標靶靶上。

從激光器到到目標靶的有有效距離取決決于激光窗的的大小和隧道道的彎曲率。在在長距離頂進進的條件下，相相應(yīng)的位置已已經(jīng)確定，可可是激光并不不能到達目標標靶上。這時時應(yīng)該把激光光前移到一個個新位置上。1VMT

在所有有VMT導(dǎo)向系統(tǒng)里里，激光是從從一個由Leica公司制造的VMT激光經(jīng)緯儀儀上發(fā)射出來來的，經(jīng)緯儀儀負責(zé)測定光光束的方位角角和標高。當(dāng)當(dāng)激光打中ELS目標靶時，精精確的光束的的中心相對目目標靶中心就就決定了。同同樣激光打中中ESL靶的水平角角也就決定了了。安裝在ELS靶上是一個個雙軸傾斜傳傳感器，負責(zé)責(zé)監(jiān)視ELS靶的傾斜和和起伏狀況。ELS的前端是一一個后向反射射的棱鏡。從從激光參考點點位置到ELS靶的距離由由傾斜儀中的的DEM測量。

利用這些信信息就可以測測出ELS相對于激光光參考點及其其重心的相對對位置和方位位。(在開機前機機器上的ELS目標靶的位位置已經(jīng)測量量過。因此，挖挖掘設(shè)備相對對于激光參考考點的位置和和方位也就知知道了。這些些信息與驅(qū)動動部分的校淮淮精度一起就就能簡單地告告訴設(shè)備操作作員設(shè)備現(xiàn)有有的位置和設(shè)設(shè)備應(yīng)該所處處的位置。之之后，這些信信息將用來操操縱設(shè)備使之之準確地實現(xiàn)現(xiàn)相應(yīng)的校準準水平。

頂管時，為為設(shè)備操作員員所提供的導(dǎo)導(dǎo)向信息有著著本質(zhì)的不同同。因為設(shè)備備已經(jīng)行進到到某個位置時時，激光束無無法從起始工工作坑激活ELS目標靶。

這時，激光光參照點必須須固定在移動動管內(nèi)。一旦旦激光參考點點不再一個固固定的位置上上，這個因素素還必須考慮慮在內(nèi)。

應(yīng)該做下列列假設(shè)和記錄錄附加的信息息。對頂管基基本假設(shè)是"管子將緊跟跟著設(shè)備掘進進所形成的孔孔"。這種假設(shè)設(shè)不一定總是是有效，有時時還必須作相相應(yīng)的計算和和調(diào)整。

設(shè)備的位置置將通過驅(qū)動動部分在一定定的時間間隔隔上作了紀錄錄。當(dāng)要在某某一根移動管管子上安裝激激光參考點時時，從記錄上上我們就可以以知道管子的的中心位置，即即掘進機的位位置具有相同同的鏈距或驅(qū)驅(qū)動距離。然然而，管子的的方位將可以以肯定完全不不同于掘進機機的方位。

如果激光參參考點的位置置不是在管子子的正中管子子一回轉(zhuǎn)將導(dǎo)導(dǎo)致激光參考考點的位置變變化。管子的的轉(zhuǎn)動將由傾傾斜計測量，由由此便可以計計算出激光參參考點的更正正值。

為了保證激激光的方位在在一個恒定的的標高，因此此，排除管子子偏離計算值值所造成的影影響，特激光光經(jīng)緯儀安裝裝在一個自矯矯正的平臺上上，這將克服服管子回轉(zhuǎn)和和傾斜導(dǎo)致的的任何運動，保保證經(jīng)緯儀維維持在補償器器設(shè)定的范圍圍。

激光參考點點的方位角將將根據(jù)后視目目標靶來決定定。當(dāng)后視目目標靶安裝在在一個固定位位置上時，計計算方位角就就是一目了然然的事了。然然而，一旦需需要在移動的的管子上安裝裝后視目標靶靶時，就必須須依靠在給定定鏈測距離內(nèi)內(nèi)掘進機位置置的記錄值來來確定安裝后后視目標靶的的管子在給定定鏈值上的位位置。同樣也也必須通過傾傾斜儀來監(jiān)視視管子的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)以便計算出出后視目標靶靶的旋轉(zhuǎn)矯正正值。

利用這些值值來精確確定定激光參考系系的位置和方方位，同樣就就可以給操作作員指出掘進進機在給定的的校準精度下下的相對位置置。

實際上，精精度的實現(xiàn)取取決與下列假假設(shè)和外界因因素，如管子子加工的不規(guī)規(guī)則性，挖掘掘過度或曲率率半徑過小的的彎曲矯正并并不能足以達達到驅(qū)動器所所容許的公差差。因此，有有必要定時地地控制測量，用用測量值代替替設(shè)備的紀錄錄值。這類控控制測量的間間隙應(yīng)該不大大于每一百米米一次。

同樣也曾經(jīng)經(jīng)發(fā)現(xiàn)管子的的動態(tài)行為大大不一樣，如如因為地層條條件的變化或或掘進機工作作時液壓系統(tǒng)統(tǒng)壓力的變化化，它的值與與靜態(tài)控制測測量時的值由由相當(dāng)大的區(qū)區(qū)別。因此，有有必要更新控控制測量之間間管子行程的的紀錄值。

可移動式激激光經(jīng)緯儀的的出現(xiàn)使得在在控制測量的的間隙內(nèi)進行行更經(jīng)常的自自動測量循環(huán)環(huán)。這種測量量循環(huán)不僅能能給出激光的的更新位置和和方位，而且且還能給出管管子超前于激激光一段距離離的位置和方方位。將這段段作為參考管管子的位置紀紀錄并儲存起起來作為參考考線的一部分分，系統(tǒng)將把把它當(dāng)作管線線位置的工作作紀錄。

使用者還可可以對這段參參考線進行修修正(使之平滑)，即把精確確測量時產(chǎn)生生的非正常因因素考慮進去去，使之成為為驅(qū)動導(dǎo)向的的實際參考線線。

VVMTSLLS-RV系統(tǒng)不僅能能提供一種在在某個時間里里測定全斷面面隧道掘進機機(TBM)準確位置的的方法，特別別別是在行進進過程中；而而且它還能給給操作人員提提供一個清晰晰、準確，便便于對這些結(jié)結(jié)果進行必要要更正的方法法。整個系統(tǒng)統(tǒng)安裝在隧道道的前部，在在那里折射往往往不會導(dǎo)致致太大的問題題。這樣除了了節(jié)省大量的的時間之外，使使用DTA還能隧道掘掘進平滑一致致地進行。

與其它復(fù)雜雜的系統(tǒng)一樣樣，只要維護護得好它就能能很好地運行行下去。因此此，用戶有責(zé)責(zé)任是系統(tǒng)的的各個部件處處于良好的工工作狀態(tài)。這這包括但不只只限于下列因因素，例如給給系統(tǒng)提供一一個好的動力力系統(tǒng)，保持持目標靶屏、棱棱鏡和經(jīng)緯儀儀的清潔，防防止電纜損壞壞等。HYPERLINK"/new_page_52.htm""/new_page_52.htm"（跳轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)至卷首）2說明

TBMM掘進隧道能能給后繼的管管子一個相對對比較精確的的位置和標高高。這就意味味著在某個特特定的隧道車車站里IBM的測量位置置相對于后繼繼的管子并沒沒有多大的變變化，所有后后繼管子的位位置和標高將將由TBM挖掘的隧道道決定。

SSLS-RVV系統(tǒng)安裝在在管線的前部部，包括下列列儀器：一套套處于激活狀狀態(tài)的電子激激光系統(tǒng)(ELS)，安裝在1BM上作為目標標靶；用于測測量電子波長長的棱鏡，直直接安裝在ELS目標靶的下下方；在ELS后方30-600m(取決于隧道道中線的曲率率)安裝在支架架上的激光站站和帶瞄準器器的leicccaTCAA1100司服總站。總總站還包括安安裝在視線軸軸心的平行線線上的一個集集成二極管激激光系統(tǒng)。經(jīng)經(jīng)緯儀還安裝裝有傳感器(ATR11)，使之能自自動對準棱鏡鏡。在激光總總站的后方大大約相等的距距離上安裝有有一個棱鏡作作為后視目標標靶。

兩個前方棱棱鏡，也稱作作參考目標靶靶，安裝在參參照管上約在在激光總站前前方2m。其目的是是使測量掘進進中隧道的位位置能夠更直直接超前于激激光站的位置置，以便決定定在同一站點點里TBM的理論位置置與管子的實實際測量位置置的變化。

一個自動的的三角苔用來來消除激光站站的翻轉(zhuǎn)。這這使得激光經(jīng)經(jīng)緯儀永遠保保持在一個水水平位置。稍稍有一點因為為翻轉(zhuǎn)引起的的徑向傾斜都都會被安裝在在激光站上的的傾斜計監(jiān)測測到并引入計計算中。激光光束不斷地擊擊向處于活躍躍狀態(tài)的目標標靶的表面，這這可以連續(xù)監(jiān)監(jiān)測TBM的位置，即即使在施工過過程中。

在一個預(yù)設(shè)設(shè)的時間或距距離內(nèi)，系統(tǒng)統(tǒng)將自動引導(dǎo)導(dǎo)指向后視目目標靶，然后后通過兩個參參考標靶立即即決定參照管管的位置和TBM的實際位置置。通過這一一過程，管線線稍有一點平平滑將能夠被被檢測到并考考慮進去。

設(shè)備的位置置將用圖形和和數(shù)字的方法法在駕駛員位位置上的電腦腦上顯示出來來。其他附加加的數(shù)字，如如水平和垂直直趨勢、鏈數(shù)數(shù)、管子數(shù)、操操作員的名字字以及激光經(jīng)經(jīng)緯儀和ELS標靶的出錯錯狀態(tài)也會一一并顯示出來來。

定期對隧道道段進行的主主要控制測量量往往可以指指出參考線相相對于系統(tǒng)儲儲存的校準線線的微小偏差差。測量值與與儲存的值進進行比較。如如果偏移值相相對比較大，新新測量的值將將輸入PC里作為現(xiàn)有有的隧道頂進進值。新軸線線將作為下一一次頂進的參參考線。在老老軸線的值被被新軸線的值值替換之前將將做一個備份份。如果有必必要，原先儲儲存的頂進線線還可以在以以后重新找出出。因此，隧隧道的校準可可以在任何時時候通過TBM手工控制。HYPERLINK"/new_page_52.htm""/new_page_52.htm"（跳跳轉(zhuǎn)至卷首）3工作程序

在最初階段(階段1)，激光站安安裝在起始井井上的柱子或或平臺上，位位于主千斤頂頂油缸之間的的隧道軸線上上。參考方向向由前面的參參考柱標出，上上面安裝有一一個棱鏡。參參考點應(yīng)該盡盡可能地遠離離支持整個站站的平臺。如如果起始井的的深度允許，參參考點應(yīng)該在在井外。頭一一個50-800m是由固定激激光站測量的的。因此激光光束是不斷地地指向目標靶靶，在頭一個個頂進過程中中緊跟著TBM。取得的位位置參數(shù)將保保存在一個文文檔里。

在過渡到第第二階段時，隧隧道上將安裝裝一個支架，上上面有經(jīng)緯儀儀、自動三角角臺和傾斜計計，使得在激激光站和ELS目標靶之間間始終有一條條可視的直線線。

在激光支架架的前方(約12m)處安裝兩個個前參考標靶靶。在這種情情況下，第一一階段激光站站形成的測量量井柱將成為為后視目標靶靶。隨著激光光站與管子的的前進，它的的位置將從前前面儲存的參參考點位置得得出，這些點點已經(jīng)由鏈數(shù)數(shù)進行了標示示。

激光站的信信息將由起始始井上的距離離測量系統(tǒng)不不斷地進行更更新。當(dāng)一個個測量周期被被激發(fā)后，自自動地由預(yù)設(shè)設(shè)的距離或時時間間隔激發(fā)發(fā)或通過按鍵鍵激發(fā)，激光光站接到后置置參照目標靶靶的信號。經(jīng)經(jīng)緯儀上的自自動定位系統(tǒng)統(tǒng)會準確地指指向棱鏡，距距離便會測出出。這些信息息將傳向個人人計算機。

從后視目標標靶測到的距距離將用于計計算激光站的的準確位置。這這些值在作完完激光站的翻翻轉(zhuǎn)修正后將將用于從前面面儲存的參考考行程中計算算出當(dāng)前激光光站的位置。上上一次測量的的目標靶的參參考點的位置置在計算機里里還將繼續(xù)有有效。激光經(jīng)經(jīng)緯儀將按先先前測出的方方位自動轉(zhuǎn)向向目標靶上的的點并激活目目標靶。目前前的ELS目標靶的測測量數(shù)據(jù)將用用于計算TBM的位置并與與上述的測量量計算結(jié)果一一起儲存起來來。ELS目標靶平面面上的軸線點點的三維坐標標現(xiàn)在將儲存存起來作為TBM目前的頂進進線路。因為為有了固定的的后視目標靶靶，在第二階階段里可以單單獨地確定頂頂進站之間激激光站的鏈數(shù)數(shù)，因此能根根據(jù)軸向測量量更精確地協(xié)協(xié)調(diào)各參考點點。

隨著激光與與后視目標靶靶距離的增加加，最終將無無法進行任何何測量，因為為有折射的影影響、空氣的的阻尼或路徑徑的彎曲度。發(fā)發(fā)生這種情況況時第二階段段就已經(jīng)完成成了。

要繼續(xù)引導(dǎo)TBM現(xiàn)在需要進進入第三階段段。這時后視視目標靶必須須安裝在管子子的支架上，而而且盡可能地地遠離激光站站，并考慮剩剩余工隧道的的校正因素。支支架上也必須須安裝傾斜計計，以便計算算時考慮管的的翻轉(zhuǎn)。

同前一樣，總總站的鏈數(shù)還還是由距離測測量系統(tǒng)(LMS)上的脈沖來來測定。由于于后視目標靶靶是隨著安裝裝的管線一起起前移，在每每一個測量循循環(huán)里都必須須重新確定它它的鏈數(shù)。這這可以從激光光站的鏈數(shù)減減去后視目標標靶的測量距距離得出。同同樣還需通過過相應(yīng)的信號號考慮頂進站站之間的伸縮縮長度。還需需進行一次主主控測量以便便確定系統(tǒng)三三個主要點的的地球坐標：：目標靶、激激光靶和后視視目標靶，也也需根據(jù)測得得的數(shù)據(jù)作三三維變換更新新系統(tǒng)點而調(diào)調(diào)整儲存的參參考線。頂進進工作將繼續(xù)續(xù)根據(jù)校正的的參考線進行行。

有關(guān)掘進機機的驅(qū)動部分分，至關(guān)重要要的是檢查隧隧道掘進機(TBM)的位置，參參考隧道設(shè)計計軸線盡早采采取偏移校正正措施，以防防止TBM超出公差范范圍。頂進時時，重要的是是避免方向的的突然變化，以以防止管子接接頭上的間隙隙和保證阻力力最小。雖然然沒有隧道完完全與