盾构机姿态控制测量计算EXCEL程序

盾构机姿态控制测量计算EXCEL程序本程序是我在无锡地铁建设工地学习和实践时与测量主管范伶俐共同编制的，程序的针对性和专业性相当强，恕不完全公开，如有从事隧道盾构机施工的工程师可与我进一步联系和探讨。基本原理阐述：1．地铁隧道分左线和右线，分别有线型要素，线型要素同公路一样，也是交点型的直曲表和纵断面图（有变坡点相关参数）；2．隧道断面也很简单，就是一个圆，这个圆的位置由圆心轴线控制，圆心轴线与设计线有几何关系，主要就是一个高程差，平面上是一致的，但在弯道处有一个向曲线内侧的偏移；3．盾构机挖掘的断面也是一个圆，其圆心轴线理论上应与理论圆心轴线一致，但实际上会有所偏差，程序的目的就是要控制与预测这种偏差；4．盾构机的几何形状可简化理解为一个圆柱体，其关键几何要素是：切口断面、盾尾断面、旋转轴线；5．理论上讲，如果能测得盾构机切口断面和盾尾断面处轴线点的三维坐标（平面坐标和高程），盾构机的几何位置就确定了，并可根据理论上的路线位置比较，可的其偏差并进行相应的调整；6．实际上，我们无法直接测得切口断面和盾尾断面处轴线点的三维坐标，因此在盾构机另外便于测量的位置设置两个观测标记，记为前标、后标，两个标记与盾构机的几何尺寸是确定的，因而可以通过测量前标和后标后，再通过相应的几何计算求得盾构机的实际位置，并进一步与理论位置进行比较；7．实际上，盾构机本身有一套测量控制系统，就是在日志“无锡地铁一号线项目的学习与实践”中我们看到的那台自动跟踪的无键盘的天宝全站仪，这套自动控制系统已经能够满足盾构机的姿态控制了，但测量讲究校核，本程序就是利用人工观测数据的计算结果，来进行校核。.好了，基本原理就是这些，下面来介绍一下程序的使用。盾构机姿态控制测量计算EXCEL程序是在我的“道路中边桩坐标计算EXCEL程序”内核基础上进一步修改和补充而形成的。该程序需在电脑上运行，由于盾构机控制室中有电脑，因此是可行的。一、平面数据的输入这一步和道路中边桩坐标计算EXCEL程序基本一样，只是多了一个“曲线偏移”参数，该参数可在设计文件查到。二、点击“生成直曲表”按钮，生成直线、曲线及转角表，检查一下若无误，平面参数就OK了。三、在“变坡点”工作簿中，输入变坡点桩号、高程和半径，点击“参数计算”，检查一下相关参数，若无误则高程参数也OK了。四、在“盾构姿态测量”工作簿中，输入参数设置栏的相关数据（该栏数据相对固定），测量数据栏相关数据（该栏数据每一次测量都会变化），再点击“计算”按钮，则在计算结果栏中显示相关的计算结果。五、在“报表”工作簿中可自动生成打印输出的报表。下图是报表的预览示意图。