导向与监测系统

精确按照设计路线掘进

优势特点:

  • 利用精确的进程管理和控制技术安全掘进

  • 沿规划的隧道轴线(包括曲线段)进行精确导向

  • 识别和控制隧道掘进机的当前位置和移动方向

  • 所有相关掘进参数的可视化和数据存储以作备份

在地面下可靠精确地行进

需要以最高精度,在整条掘进路线上为隧道掘进机提供控制和导向,直至最终贯通。为实现这个目标,在海瑞克的所有项目中均使用了可靠的导向系统——海瑞克子公司VMT GmbH的产品之一。导向系统确定机器的准确位置和移动方向,并向项目的所有参与人员实时显示位置和方向数据。凭借最先进的进程管理和控制技术,主控室内的隧道掘进机操作手可以随时掌握掘进过程中的出现的情况,进而操纵导向油缸并极其精确地调整隧道掘进机姿态。这样,即使在最困难的线路和最具挑战性的地质条件下隧道掘进机也能沿计划的轴线在地下穿越。

在隧道掘进机上配套的导向与检测设备在很大程度上取决于客户的要求。传感器和测量装置记录相关的掘进参数,如速度、驱动转矩、刀盘接触压力或开挖仓内支撑压力。利用计算机辅助应用程序对测量值与目标值进行比较。在超差的情况下,显示关于防止沉降和升沉的警告,隧道掘进机操作手可进行干预。对于直径较小的不可进入隧道及工程,由于机器可用空间有限,通过总线系统将控制室与隧道掘进机分开,放置在始发井。

在长距离隧道中实现毫米级导向精度

导向系统专门订制,满足每个隧道项目的具体要求。隧道路线的几何特性、隧道直径、机器类型和成本效益是选择一个最合适的导向系统的核心标准。不同的导航系统基于视距测距技术、激光或陀螺技术。

如果适用激光经纬仪-激光靶系统,光感目标靶安装于隧道掘进机的盾体或车架,在安装时准确定位。激光经纬仪安装于隧道内壁,在整个掘进过程中持续监测激光靶标的位置,以及确定隧道中心轴线的位置。系统显示测量方向,并生成一束可见激光显示相对于隧道中心轴线的水平和垂直方向的偏差。系统硬件性能可靠,并能承受强烈的振动,在硬岩地质条件下亦是如此。

顶管过程中的明确方向指引

直线隧道一般比较少见,即使是用顶管工艺挖掘的隧道,直线隧道也不多见。限于地质条件和地形,掘进路线中一定会有弯曲段或高度落差。施工单位利用海瑞克开发的U.N.S.通用导向系统(Universal Navigation System),一种模块化导向系统来保持方向,特别是在顶管工艺施工中。对于长度在200米以内的直线路段,则在始发井中安装一台激光发射器,与掘进机后部的激光靶保持通视,据此识别相对于目标值的水平和垂直偏差。利用基准模块,可扩展导向系统。对于长达400米的较长直线路段,为避免折射的影响,可以添加一个液位水准测量装置进行垂直偏差控制。在隧道掘进机上安装一台寻北陀螺仪(不需要与始发井中的参考模块有通视要求),可以克服更长的距离,更大的坡度和曲线。

管片衬砌与顶管推进作业的监测

为提升隧道掘进作业的安全性以及隧道结构的质量,VMT开发了监测系统,用于实现作业流程的监测和自动化。隧道掘进过程中,该系统为掘进机操作手提供额外信息和监控参数。

例如,通过管片衬砌软件求解计算出最优环序并监测管片环的变形情况。从而实现了管片在隧道中的最佳定位并保证其稳定性。顶管推进监测系统可以监测膨润土的润滑情况,适用于更长、更弯曲路段的掘进施工。通过测量接缝间隙值,可以计算出最大允许顶推力,避免对管段造成损害。利用传感器对隧道路线上方的地形和建筑物进行监测,识别建筑物上方变形情况,提供预警和报告管理功能,以便在损害发生之前进行相关数据分析。

只需输入访问密码,即可在线读取全部数据和图表。因此,项目所有相关人员均可随时随地获取全部相关信息。(参见进程数据管理系统)。

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Gerhard Goisser 海瑞克美国子公司 首席运营官
Jack Brockway 海瑞克美国子公司 董事长

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