【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于盾構(gòu)管片安裝，具體涉及一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法。
技術(shù)介紹
1、在盾構(gòu)隧道施工過程中，盾尾間隙、千斤頂行程差是控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的重要參考指標(biāo)。盾尾間隙即盾尾內(nèi)徑與襯砌外徑之間的施工間隙，間接反映了已拼管片與盾尾鋼環(huán)在微小空間內(nèi)的相對位置關(guān)系。千斤頂行程差，即盾構(gòu)機(jī)各推進(jìn)千斤頂行程長度的差值，直接反應(yīng)管片與盾尾殼體之間的夾角，體現(xiàn)了管片與盾構(gòu)機(jī)之間的空間關(guān)系。現(xiàn)階段盾構(gòu)隧道工程大部分采用通用環(huán)管片，即管片具有因?qū)挾炔疃纬傻男ㄐ瘟浚沟迷谒淼拦こ痰墓芷虐孢^程中，可通過k塊(管片寬度最短處)的點位選擇，實現(xiàn)姿態(tài)糾偏、行程差優(yōu)化以及掘進(jìn)曲線擬合；
2、因此盾尾間隙、千斤頂行程差是管片拼裝過程中k塊點位選擇的重要依據(jù)，影響著后續(xù)隧道的施工質(zhì)量。確定管片與盾構(gòu)機(jī)機(jī)體相對位置的傳統(tǒng)方法是先由現(xiàn)場人員使用刻度尺或卷尺等工具，手工測量已拼管片的端面盾尾間隙，并根據(jù)已拼管片k塊位置及管片楔形量得知已拼管片的管環(huán)中心線角度，隨后通過空間解算，得出已拼管片與盾尾鋼環(huán)的相對位置關(guān)系，但是此解算方法計算復(fù)雜，且每次解算僅能得出已拼管片與盾尾鋼環(huán)在軸向的某一平面的相對位置關(guān)系，無法直觀地在三維層面了解管片整體與盾尾鋼環(huán)的相對空間關(guān)系，也會影響后續(xù)管片拼裝的點位選擇。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，能夠切實地解決現(xiàn)有技術(shù)對于僅能得出已拼管片與盾尾鋼環(huán)在軸向的某一平面的相對位置關(guān)系，無法直觀地在三維層面了解管片整體與盾尾鋼環(huán)
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，其包括以下步驟：
4、步驟1：根據(jù)隧道設(shè)計曲線對管片的軸線的曲線段進(jìn)行設(shè)計和計算，得出當(dāng)前管片的偏差量，即預(yù)糾偏量；
5、步驟2：根據(jù)預(yù)糾偏量計算出曲線段的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)相較于單環(huán)管片的設(shè)計軸線的實際合理偏差量，即盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)范圍；
6、步驟3：根據(jù)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)范圍，推導(dǎo)出當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)前后的千斤頂行程差；
7、步驟4：在施工階段，根據(jù)推導(dǎo)出的千斤頂行程差進(jìn)行掘進(jìn)，并根據(jù)實際的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和實際掘進(jìn)前后的千斤頂行程差，預(yù)設(shè)合理的目標(biāo)盾尾間隙值；
8、步驟5：根據(jù)預(yù)設(shè)合理的目標(biāo)盾尾間隙值，得出相應(yīng)需拼裝的管片的k塊預(yù)拼裝點位，并在bim模型中進(jìn)行試拼裝；
9、步驟6：根據(jù)bim模型中呈現(xiàn)的盾構(gòu)機(jī)實際姿態(tài)、管片實際姿態(tài)以及實際盾尾間隙，對試拼裝的管片進(jìn)行修正以貼合隧道設(shè)計曲線；
10、步驟7：根據(jù)修正后的管片模擬姿態(tài)，建立三維模型和二維剖面圖，呈現(xiàn)盾尾間隙，并根據(jù)k塊安裝推薦點位，指導(dǎo)后續(xù)管片拼裝；步驟8：重復(fù)上述步驟1-步驟7，直至所有的管片全部拼裝完畢。
11、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，在步驟4和步驟5之間，使用成型隧道測量裝置，對已拼管片的盾尾間隙進(jìn)行實時測量、采集，并且根據(jù)單環(huán)管片的設(shè)計圖、盾構(gòu)機(jī)的機(jī)械設(shè)計圖分別建立單環(huán)管片三維模型和盾構(gòu)機(jī)三維模型；同時，根據(jù)既有已拼管片的姿態(tài)、點位，通過bim快速建模，形成多環(huán)已拼管片的串聯(lián)模型，立體呈現(xiàn)已拼管片實時姿態(tài)以及管片與盾構(gòu)機(jī)三維位置關(guān)系。
12、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，所述單環(huán)管片均為通用型管片，所述單環(huán)管片包括一塊封頂塊、兩塊相鄰塊和四塊標(biāo)準(zhǔn)塊，并按照所述標(biāo)準(zhǔn)塊—所述相鄰塊—所述封頂塊的拼接順序依次拼接成環(huán)。
13、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，所述單環(huán)管片的三維模型為斜空心圓柱體，所述單環(huán)管片沿軸向的寬度從l-x逐漸變化至l+x，其中，寬度為l-x的位置位于所述封頂塊中心位置，寬度為l+x的位置位于與所述封頂塊中心對面位置處。
14、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，在所述單環(huán)管片的外側(cè)壁沿圓周等角度確定19個點位，各點位分別對應(yīng)設(shè)置一處縱向螺栓孔，則相鄰兩個縱向螺栓孔之間對應(yīng)的圓心角為360°/19；沿拼裝線路，通過螺栓將前后兩個所述單環(huán)管片的各點位對應(yīng)的螺栓孔連接，以完成前后兩個所述單環(huán)管片的對接。
15、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，在串聯(lián)過程中，將前后對接的所述單環(huán)管片的封頂塊對應(yīng)的點位對接，則得到轉(zhuǎn)彎曲率最大線路；將前后對接的所述單環(huán)管片的寬度為l-x的位置與寬度為l+x的位置處點位對接，則得到曲率為零的直線線路。
16、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，實際盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)為盾構(gòu)機(jī)中軸線的前中后三點與隧道設(shè)計中心線的偏移量，分為垂直、水平兩個方向，且偏移量不大于50mm。
17、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，已拼管片實時姿態(tài)為盾構(gòu)掘進(jìn)過程已拼管片相對于隧道設(shè)計中心線以及盾構(gòu)機(jī)的位置的偏差量，且偏差量不大于50mm。
18、實施本專利技術(shù)提供的一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：
19、采用本專利技術(shù)的一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，通過bim模型結(jié)合盾尾間隙、千斤頂行程實時監(jiān)測的方法，在隧道設(shè)計曲線、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)盾尾間隙值的基礎(chǔ)上，通過bim快速建模形成已拼管片模型，隨后根據(jù)盾構(gòu)機(jī)實時姿態(tài)及盾尾間隙大小模擬下一環(huán)管片姿態(tài)，具象化為下一環(huán)管片拼裝點位選擇提供依據(jù)，保證數(shù)據(jù)的實時性，同時對后續(xù)施工具有較大的指導(dǎo)意義。
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1.一種基于BIM技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，在步驟4和步驟5之間，使用成型隧道測量裝置，對已拼管片的盾尾間隙進(jìn)行實時測量、采集，并且根據(jù)單環(huán)管片的設(shè)計圖、盾構(gòu)機(jī)的機(jī)械設(shè)計圖分別建立單環(huán)管片三維模型和盾構(gòu)機(jī)三維模型；同時，根據(jù)既有已拼管片的姿態(tài)、點位，通過BIM快速建模，形成多環(huán)已拼管片的串聯(lián)模型，立體呈現(xiàn)已拼管片實時姿態(tài)以及管片與盾構(gòu)機(jī)三維位置關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于BIM技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，所述單環(huán)管片均為通用型管片，所述單環(huán)管片包括一塊封頂塊、兩塊相鄰塊和四塊標(biāo)準(zhǔn)塊，并按照所述標(biāo)準(zhǔn)塊—所述相鄰塊—所述封頂塊的拼接順序依次拼接成環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于BIM技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，所述單環(huán)管片的三維模型為斜空心圓柱體，所述單環(huán)管片沿軸向的寬度從L-X逐漸變化至L+X，其中，寬度為L-X的位置位于所述封頂塊中心位置，寬度為L+X的位置位于與所述封頂塊中心對面位置處。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于BIM技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，在串聯(lián)過程中，將前后對接的所述單環(huán)管片的封頂塊對應(yīng)的點位對接，則得到轉(zhuǎn)彎曲率最大線路；將前后對接的所述單環(huán)管片的寬度為L-X的位置與寬度為L+X的位置處點位對接，則得到曲率為零的直線線路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，實際盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)為盾構(gòu)機(jī)中軸線的前中后三點與隧道設(shè)計中心線的偏移量，分為垂直、水平兩個方向，且偏移量不大于50mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于BIM技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，已拼管片實時姿態(tài)為盾構(gòu)掘進(jìn)過程已拼管片相對于隧道設(shè)計中心線以及盾構(gòu)機(jī)的位置的偏差量，且偏差量不大于50mm。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，在步驟4和步驟5之間，使用成型隧道測量裝置，對已拼管片的盾尾間隙進(jìn)行實時測量、采集，并且根據(jù)單環(huán)管片的設(shè)計圖、盾構(gòu)機(jī)的機(jī)械設(shè)計圖分別建立單環(huán)管片三維模型和盾構(gòu)機(jī)三維模型；同時，根據(jù)既有已拼管片的姿態(tài)、點位，通過bim快速建模，形成多環(huán)已拼管片的串聯(lián)模型，立體呈現(xiàn)已拼管片實時姿態(tài)以及管片與盾構(gòu)機(jī)三維位置關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，所述單環(huán)管片均為通用型管片，所述單環(huán)管片包括一塊封頂塊、兩塊相鄰塊和四塊標(biāo)準(zhǔn)塊，并按照所述標(biāo)準(zhǔn)塊—所述相鄰塊—所述封頂塊的拼接順序依次拼接成環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，其特征在于，所述單環(huán)管片的三維模型為斜空心圓柱體，所述單環(huán)管片沿軸向的寬度從l-x逐漸變化至l+x，其中，寬度為l-x的位置位于所述封頂塊中心位置，寬度為l+x的位置位于與所述封頂塊中心對面位置處。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃威然，王暉，羅淑儀，詹純，李世佳，
申請(專利權(quán))人：廣州地鐵工程咨詢有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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