1.自动导向系统原理

盾构机的掘进方向是由日本ENZAN KOUBOU公司提供的一套RSS自动导向系统来控制的，RSS是ROBOTEC SURVEY SYSTEM的英文缩写。该系统能向广大用户提供关于TBM在掘进时其自身的空间位置和方向的连续实时信息，通过RSS提供的即时数据，获得正确方向控制的操作，能使TBM与隧道设计轴线的误差控制在较小的范围内。图11.2.4为自动导向系统原理图。

图11.2.4　自动导向系统原理图

2.RSS系统组成

RSS系统（见图11.2.5）的主要参照是由安装在隧道壁上侧的1个相对稳定的全自动全站仪，它通过自身红外线感知追踪器来寻找锁定目标，锁定目标后，全站仪对准目标点上的三棱镜发射光波，再接收从三棱镜反射回来的光波，从而完成测量任务。此系统可高精度的测出距离和角度，通常2.5 km之内的误差为3 mm＋2×10－6。

图11.2.5　RSS系统组成

3.自动化测量功能概述

（1）目标点、后视点（RMT），安装在盾构机上的目标点RMT1和RMT2，也被称作RemoteTargetModule，具有以下功能：

① 小型三棱镜能把从测站发出来的管波精确的反射到相应的位置。

② 遮蔽物在测站进行距离测定时用于从目标点反射回来的光波可自动关闭。

③ 红外线LED是为了易于全站仪捕捉到目标点而发出和自身同样波长的光波，全站仪追踪并锁定，红色LED灯也调成指示用。

（2）总站（全站仪测站）用于自动化测量的总站具有以下功能：

① 目标点搜索功能：总站的追踪系统通过感知目标点上的LCD发出的红外线来自动寻找目标。

② 目标点自动锁定功能：锁定已找到的目标点，同时锁定总站2个轴的角度（水平角和垂直角）。

③ 目标点距离测定功能：目标锁定后，总站对准目标点的三棱镜发射光波，然后接收从三棱镜反射回来的光波，由于空气中的光速一定，通过测定光波从发射到反射回来所经过的时间就可以算出从总站到目标点的距离。

④ 目标点角度测定功能：总站在2个轴上的角度由自身的伺服马达的角度值决定。

（3）点位功能。

① 后视点：又称后点，为已知点。

② 总站：又称测站点，为已知点。

③ 目标点：这2个坐标点是事先安装在盾构机上的目标点，伴随掘进的进行而移动，并非一般的不动点。由于盾构机长度一定，所以设置复数个目标的目的就是通过2点以上的坐标来确定盾构机的正确方向。(www.daowen.com)

a.在盾构机掘进前，首先要测定盾构机的始发位置，设置测站全站仪的各项参数，输入测站三维坐标和后视点坐标，根据后视点反算出施工方位，应用自动化测量系统精确照准后视点，然后由总站来自动观测目标点RMT1和RMT2，测定出总站到目标点的距离和角度，从而最终确定盾构机的三维坐标，这样TBM的始发位置就确定了，TBM始发位置中心应与隧道的设计中心线相重合。

b.TBM在掘进过程中，随着掘进的进行，总站到TBM的距离也随之增加，这样自动测量系统的精度就会受到隧道长度及隧道弯曲程度的限制，因此，每过一定时间就必须把总站向前移动，地下导线应按测量规范严格执行并往前传递。

（4）RSS自动导向系统的特点。

RSS自动测量系统不仅能够及时提供TBM的精确位置，它还向操作人员提供清楚明了的数据和图表，操作人员通过观察分析，确定TBM的实际位置，并与隧道设计轴线相比较，确定是否需要采取校正措施，使得盾构机的实际轴线尽可能和隧道设计轴线相一致。RSS自动导向系统的特点有：

① 计算盾构机的位置并以图像和数字的形式显示出来。

② 计算并显示各环管片安装后的位置。

③ 计算并显示TBM的倾向，并设定修整蛇行量。

④ 计算并显示管片的倾向，并输入环管片组计划。

⑤ 计算TBM向设计线路靠近的校正曲线。

⑥ 根据校正曲线事先计算将要安装的管片环。

⑦ 全面记录数据，并能制出图表。

⑧ 显示根据校正曲线设计的千斤顶行程值。

⑨ 隧道设计轴线（DTA）计算。

⑩ 自动检查后视方位。

可以设定自动测量的间隔时间。

可通过联网在办公室电脑上显示结果。

可实现高精度测量。

操作界面简便。

在测量的过程中，当1个目标丢失时，它会自动寻找另1个目标。

以图表的形式显示过去的测量结果，让操作者一目了然。

上面介绍了某一盾构机在进行盾构隧道掘进时施工测量项目及内容，对其他盾构隧道施工测量具有参考价值。