VMT导向系统SLS-T-CN

SLS-T APD操作手册

管片衬砌隧道掘进机导向系统

Version 2, of 29.08.2007

错误！未定义样式。

2 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

1 简介...................................................9

1.1 质量管理体系.......................................9

1.2 VMT...............................................10

1.3 导向系统..........................................10 2 概述..................................................12

2.1 特点..............................................12

2.2 基本知识..........................................13

2.2.1 坐标系统........................................13

2.2.2 定义 (偏差值, 滚动, 趋向).......................15

2.3 始发前TBM 姿态....................................17

2.4 掘进过程中TBM的姿态..............................18

2.5 管环的拼装........................................18

2.6 管环拼装顺序的计算及TBM掘进......................18

2.7 TBM掘进文件的备档.................................19

2.8 远程监控..........................................19

2.9 激光站前移........................................19

2.10 TBM的控制测量...................................20

2.11 隧道掘进软件.....................................20 3 调试..................................................22

3.1 系统组件..........................................22

3.2 安装..............................................23

3.3 维护和保养........................................23 4 软件..................................................26 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 3

错误！未定义样式。

4 4.1 操作系统..........................................26 4.1.1 选中/点击.......................................26 4.1.2 选择/双击.......................................26 4.1.3 注解............................................27 4.1.4 Windows 常用功能................................27 4.1.5 文件管理........................................27 4.1.6 各键概述........................................28 4.2 SLS-T.............................................29 4.2.1 目录及文件......................................29 4.2.2 主屏幕..........................................31 4.2.3 其它窗口........................................33 4.2.4 TBM 图表........................................42 4.2.5 TBM 历史记录....................................44 4.2.6 液压油缸编辑器..................................45 4.2.7 方位检查........................................47 4.2.8 相对纠偏曲线偏差................................47 4.2.9 管环位置........................................48 4.2.10 打印报告......................................50 4.2.11 点管理器......................................51 4.2.12 系统编辑器....................................52 4.2.13 DTA编辑器....................................64 4.3 管环顺序计算程序版本4.xx..........................69 4.3.1 管环顺序计算程序概述............................69 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

4.3.2 简要介绍........................................71

4.3.3 F1 – 计算......................................74

4.3.4 纠偏曲线 (CC)...................................81

4.3.5 F2 – 结果......................................83

4.3.6 F3 – 统计......................................88

4.3.7 F4 – 初始值 I 及 F5 – 初始值 II...............92

4.3.8 F6 – 接受及 F7 – 忽略........................112

4.3.9 F8 – 信息.....................................113

4.3.10 F9 – 打印...................................114

4.3.11 F1 – 帮助...................................114

4.3.12 F2 – 管环类型...............................115

4.3.13 F3 – 后续管环...............................118

4.3.14 F4 – 限制管环类型...........................124

4.3.15 F5 – 候选清单...............................128

4.3.16 F6 – 输入/输出..............................131

4.3.17 F7 – 偏差示意图.............................132

4.3.18 F8 – 合理半径...............................133

4.3.19 管环可视化...................................135

4.4 软件保护.........................................138

4.4.1 程序激活.......................................138

4.4.2 设定密码保护...................................140

4.5 可视化和远程控制.................................140

4.6 典型操作描述.....................................142

4.6.1 方位检查.......................................142 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 5

错误！未定义样式。

4.6.2 定位...........................................142

4.6.3 激光站前移.....................................144 5 硬件.................................................155

6 5.1 激光全站仪支架...................................155 5.2 Leica TCA 1103/1203 plus.........................156 5.3 Leica GUS74......................................159 5.3.1 通过TCA 1103/1203 plus对GUS74 激光进行调整...160 5.4 Leica TCA 1103 plus/GUS 74用户使用指南...........162 5.4.1 在线模式下显示的各功能元素.....................163 5.4.2 全站仪定位设置.................................164 5.4.3 将语言设为英语.................................170 5.5 TCA 1203 plus/GUS 74使用指南.....................171 5.5.1 在线模式下显示的主要元素的介绍.................172 5.5.2 全站仪定位设置.................................173 5.5.3 将语言设置为英语...............................183 5.6 中央 控制箱......................................184 5.7 黄盒子...........................................185 5.8 WDC-局部 和WDC-远程..............................187 5.9 棱镜.............................................189 5.10 电缆............................................189 5.11 电缆卷筒........................................189 5.12 工业电脑........................................190 5.12.1 保护级别IP 54 前 / 标准框架式 19” 电脑....191 5.12.2 保护级别IP 65 前 / 西门子平板 Pc670 带触摸屏192 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

5.12.3 保护级别IP 65 / Noax 带触摸屏工业电脑.......195

5.13 显示器..........................................198

5.13.1 Flatman LCD 显示器...........................198

5.14 键盘............................................199

5.14.1 滑动19 " 键盘...............................199

5.14.2 工业外置键盘.................................200

5.14.3 平板薄膜键盘安装.............................201

5.15 PLC.............................................202

5.16 ELS 靶..........................................202

5.17 ELS 靶安装支架..................................205

5.18 ALTU激光靶.....................................206

5.19 ALTU靶支架.....................................208 6 附录.................................................210

6.1 屏幕信息及警告...................................210

6.1.1 靶标识变为红色.................................210

6.1.2 靶标识变为黄色.................................211

6.1.3 TCA标识变为红色...............................214

6.1.4 TPS , GeoCom参考信息..........................215

6.1.5 ELS信息 , 显示器参考信息......................217

6.1.6 ALTU信息， 显示器参考信息.....................219

6.2 故障分析.........................................222

6.2.1 错误, 没有数据传输 (硬件)......................222

6.2.2 错误, 没有数据传输 (软件)......................224

6.2.3 错误, ELS 未接收到激光.........................224 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 7

错误！未定义样式。

6.2.4 错误, 入射角太大...............................226

6.2.5 错误, TBM 姿态不正确(硬件).....................226

6.2.6 错误, TBM 姿态不正确(软件).....................227

6.3 文件目录.........................................229

6.3.1 数据库"SLST.DB"................................229

6.4 术语表...........................................234

8 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

1 简介

1.1 质量管理体系

2003年三月, VMT GmbH公司通过了ISO 9001:2000

认证。我们的目标就是：客户高度满意，产品持续改

进，为隧道工业内的各个领域提供一流的服务。

Dipl. Ing. (FH) Manfred Messing

- 总经理 -

SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 9

错误！未定义样式。

1.2 VMT

“由VMT制导”是VMT系统在世界范围为几百个隧道项目提供可靠导向的很好的证明。VMT导向系统可适用于不同直径的，不同方法的隧道掘进机。

VMT GmbH - Gesellschaft für Vermessungstechnik, 测量技术公司 – 成立于1994年。 一直到今天,为隧道掘进机(管片衬砌及顶管)开发特殊导向系统是我们研究开发的主方向。适用于不同的掘进条件及卓越的性能表现使得VMT成为世界上领先的测量技术提供公司。 为隧道内的各种几何测量开发研究相关的设备一直是我们的基本目标。我们的客户遍布整个隧道工业内的各个领域，我们同他们密切保持联系了解他们的想法和建议，我们在进行项目准备的过程中会将客户的意见及想法考虑进去。这种跨领域的知识是我们提供完美服务的基础。

除了开发及提供隧道导向系统外，VMT公司还提供传统的测量服务，即提供最简单的测量服务又提供复杂的测量服务。这些服务包括简单的轴线测量，竖井测量，各种不同类型的控制测量，甚至于非常复杂、对测量精度要求非常高的钢结构控制测量。高素质的具有丰富的国内外服务经验的员工配备先进的仪器是我们保证跟客户合作，并能很好地完成当前及以后工作的基础。

1.3 导向系统

在掘进隧道的过程中,为了避免隧道掘进机(TBM)发生意外的运动及方向的突然改变, 必须对TBM的位置和DTA(隧道设计轴线)的相对位置关系进行持续地监控测量。这在TBM处于掘进状态时尤为重要。

TBM的性能特点受各种因素影响, 例如：开挖的岩土特性（岩石、砂性土、粘性土等），一台重达几百吨的机器在硬岩里和软土里作业显示是不一样的。

曲线上的TBM受到的径向力可比曲线上的汽车受到的力。它取决于质量的大小以及其它众多的影响。如果TBM沿一个半径很小的曲线掘

10 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

进，则其掘进方向的改变会比沿直线掘进时更加频繁，从而使得掘进更困难。配有铰接油缸的TBM具有较好的灵活性。

如果采用的是楔形管片，则这些因素显得更加重要。如果有一环管片拼装不适当，TBM将更容易跑偏，纠偏更困难。

TBM能够按照设计路线精确地掘进，则对掘进各个方面都有好处（计划更精确，施工质量更高）。例如：就不会出现盾尾间隙太小的风险。如果盾尾间隙太小，管片安装困难，易损坏破裂。

SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 11

错误！未定义样式。

2 概述

本手册中的图片以及描述没有必要完全跟具体项目的信息保持一致。本手册中讲到的工作程序和功能只是起到事例的作用，服务于对系统的操作进行说明。我们保留进一步对其进行技术修改的权利。

2.1 特点

在前言中我们已经说明了TBM采用“制导系统“（SLS-T）的原因。德国VMT公司的SLS-T系统就是为此而开发, 该系统为使TBM沿设计轴线（理论轴线）掘进提供所有重要的数据信息。同时该系统还能提供在隧道施工过程中的完整备档文件。

SLS-T系统功能完美, 不需要繁杂的电缆线及组件。任何人员只要经过一些专业培训后，都能比较容易地掌握本系统的配置。从而，在操作和使用本系统的过程中可迅速对操作人员进行培训。只需一个值班工程师就能很容易地操作SLS-T系统。因此，现场测量工程师就可把精力放在控制测量上, 此外还可以做一些其它的本项目中的测量工作。

SLS-T特点:

z 计算TBM的位置,并用图形及数字两种方式显示

z 管环拼装完毕后，计算并显示已拼管环及其封顶

块的位置

z 计算并显示TBM的趋向（

z 计算平滑纠偏曲线，使TBM切向返回设计轴线

（理论轴线）

z 通过新计算出来的纠偏曲线，预算后续管环的类

型

z 支持多种语言版本

12 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

z 备份所有已拼管环的数据信息（掘进报告，日志

文件等）

z 显示为了使TBM沿计算好的纠偏曲线掘进所需要

的油缸的行程

z 完全通过PC对所有的组件进行自动操作

z TBM掘进全自动化

z 自动测量盾尾间隙(可选)

z 自动检测激光方位（方向控制）

z 在拼装管片的过程中,通过程序的引导实现激光

站的前移

z 通过电话线实现远程控制

z 地面办公室或世界上任何一个地方通过电话线显

示隧道中计算机屏幕上的内容

z 通过标准的几何元素计算隧道设计轴线(DTA)

z 界面友好,操作方便(采用Windows 操作系统)

2.2 基本知识

2.2.1 坐标系统

所有的测量都是基于坐标系统的，在SLS－T中用到了三种不同的坐标系统。

大地坐标系统

这种系统通常用于现场测量，常用于计算全部固定点、位置放样、求平均点等等。在现场所需要的全球坐标被传输到VMT系统，这些包括DTA数据、激光站在始发井中的位置等等。

SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 13

错误！未定义样式。

TBM 坐标系统

本系统与TBM的轴线有关, 这些数据由VMT公司在工厂里面进行测定。在TBM上的激光靶的位置，控制点及参考点都在本系统中计算。本系统包括并备档了所有跟测量有关的点的数据。在主控测量中，用控制点来确定TBM的位置。TBM的位置可通过独立于SLS-T程序以外

的其它的转化程序来确定。

14 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

DTA 坐标系统

这个系统用于确定TBM的位置，也就是TBM的前后参考点。坐标是以水平、垂直偏差和TBM的里程来体现的。SLS－T软件的主要目的就是确定在这个系统中参考点的坐标。

2.2.2 定义 (偏差值, 滚动, 趋向)

偏差

前参考点、后参考点和盾头的偏差是相对于DTA或者纠偏曲线的。水平方向为正表示在轴线的右方，为负在轴线的左方。在垂直方向上，正表示在轴线的上方，负表示在轴线的下方。

滚动角

当前TBM的滚动角显示在SLS－T的主界面上，正表示向右滚动，负表示向左滚动(面向掘进方向)。

SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 15

错误！未定义样式。

水平及垂直趋向

趋向是TBM和刀头位置的另外一个重要信息，在水平方向上，趋向为正表示TBM相对于DTA向右转，负表示向左转。垂直趋向为正表示TBM前面向上，为负表示向下。

平面视图（水平趋向）

16 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

侧面视图（垂直趋向）

2.3 始发前TBM 姿态

SLS－T系统进行参数设置，这些参数数据包括TBM的一些具体数据（如推进油缸的尺寸，等等）及当前机器的始发位置等。为了获得TBM的位置，需要测量盾体中的参考点，并将其转化到DTA上。接着这些坐标值用于计算精确的TBM位置。随后在SLS－T软件的主界面上显示出来。整个精细的调试工作将由VMT工作人员负责，参考点的测量工作由现场测量工程师负责。

在SLS－T中全站仪总是用正镜测量，从不用倒镜。

SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 17

错误！未定义样式。

2.4 掘进过程中TBM的姿态

TBM的位置是由两个已知大地坐标（X，Y，Z）的点来确定的，全站仪被放在可以通视激光靶的一个点上，通过照准第二个已知点（后视点）来确定方向，这能够被用来确定北向。

激光束指向激光靶，激光靶可以确定出激光束相对于激光靶平面的偏航角。被测量出的参考点与激光靶之间的反射角和入射角被用于确定TBM相对于DTA的偏航角。

滚动角和仰俯角则是由安装在激光靶里的倾斜仪直接测量出来的。这些数据按大约每秒两次的频率传输到计算机。

全站仪和激光靶之间的距离也是由全站仪直接测量出来的，或可以由已经安装的全部管环数量及推进油缸的平均行程得到。这个数据可以用来确定沿DTA的TBM的里程。

综合以上这些测量数据，就可以确定出TBM准确的位置。TBM的位置是通过TBM轴线上的两个基准点的位置来显示的。

在SLS－T中全站仪总是用正镜测量，从不用倒镜。

2.5 管环的拼装

最后一环管片是依照已知的TBM的位置以及推进油缸和铰接油缸的伸长量来拼装的。

2.6 管环拼装顺序的计算及TBM掘进

在TBM及最新安装的管环的位置被确定以后，就可进行下一环推进的计算。如果纠偏量不大，可直接把DTA作为计算弧线。如果纠偏量为几个厘米，则需计算一个纠偏曲线。纠偏曲线起始于最新拼装的管环，经过TBM，切向返回设计轴线。纠偏曲线的计算必需考虑TBM的机动性及管环尺寸的限制。

在假设TBM沿纠偏曲线掘进的基础上计算出来的油缸的理想行程被传送到TBM计算机，计算机把这些数据转化为取得所需的行程所需要的压力。通过这些数据可对TBM可进行全自动控制。

18 SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007

错误！未定义样式。

用户可自己决定水平与垂直方向纠偏曲线的半径，也可决定TBM返回轴线的速度。

纠偏曲线的水平和垂直半径可以由用户定义，半径的大小决定TBM多快返回到设计轴线。

2.7 TBM掘进文件的备档

为了备档，掘进过程中测量得的管环及盾体的数据都被保存，并随时可被随时调用显示。隧道的整个掘进过程可被清楚地备档。机器掘进的线路可被保存为TBM图表。

日志文件*.csv及SLST.db必须被定期地保存在另一台电脑中。VMT对文件的内容负责，但不对文件的储存负责。

2.8 远程监控

如果需要，则可以将TBM的姿态通过电话线传输到地面上的办公室中，这样掘进的过程可同在地面的办公室中被监控。而且，也可通过调置解调器的连接实现远程技术 。以上两种情况都需要客户提供电话线连接。

2.9 激光站前移

SLS-T软件为激光站前移提供了比市场上其他产品更先进的一个功能， 现场的激光站前移可以通过软件的提示一步一步进行，并不需要测量工程师在现场，任何一个经过培训的工程师都可以操作。 激光站前移都是自动进行检校因此不会出现问题。它可以在拼装管片时很快的完成。

在自动确定新激光站的时候，所有的棱镜（目标靶）和反射平面（工作服，荧光板等）都必须被遮盖以免在测量距离时发生错误。 在SLS－T

中用全站仪测量都是用正镜，不得用倒镜。

SLS-T APD, Version 2 / 29.08.2007 19

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fg9h.html