本發(fā)明屬于盾構(gòu)管片安裝，具體涉及一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法。
背景技術(shù)：
1、在盾構(gòu)隧道施工過(guò)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(duì)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(zhǎng)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?，F(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?，使得在隧道工程的管片排版過(guò)程中，可通過(guò)k塊(管片寬度最短處)的點(diǎn)位選擇，實(shí)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(guò)程中k塊點(diǎn)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(duì)位置的傳統(tǒng)方法是先由現(xiàn)場(chǎng)人員使用刻度尺或卷尺等工具，手工測(cè)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(guò)空間解算，得出已拼管片與盾尾鋼環(huán)的相對(duì)位置關(guān)系，但是此解算方法計(jì)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(duì)位置關(guān)系，無(wú)法直觀地在三維層面了解管片整體與盾尾鋼環(huán)的相對(duì)空間關(guān)系，也會(huì)影響后續(xù)管片拼裝的點(diǎn)位選擇。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，能夠切實(shí)地解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)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(duì)位置關(guān)系，無(wú)法直觀地在三維層面了解管片整體與盾尾鋼環(huán)的相對(duì)空間關(guān)系，影響后續(xù)管片拼裝的點(diǎn)位選擇的問(wèn)題。
2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(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(jì)曲線對(duì)管片的軸線的曲線段進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)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(jì)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(jì)軸線的實(shí)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(shí)際的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和實(shí)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(diǎn)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(shí)際姿態(tài)、管片實(shí)際姿態(tài)以及實(shí)際盾尾間隙，對(duì)試拼裝的管片進(jìn)行修正以貼合隧道設(shè)計(jì)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(diǎn)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、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，在步驟4和步驟5之間，使用成型隧道測(cè)量裝置，對(duì)已拼管片的盾尾間隙進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量、采集，并且根據(jù)單環(huán)管片的設(shè)計(jì)圖、盾構(gòu)機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)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(shí)，根據(jù)既有已拼管片的姿態(tài)、點(diǎn)位，通過(guò)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(shí)時(shí)姿態(tài)以及管片與盾構(gòu)機(jī)三維位置關(guān)系。
12、作為本發(fā)明的優(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、作為本發(fā)明的優(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(duì)面位置處。
14、作為本發(fā)明的優(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(gè)點(diǎn)位，各點(diǎn)位分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一處縱向螺栓孔，則相鄰兩個(gè)縱向螺栓孔之間對(duì)應(yīng)的圓心角為360°/19；沿拼裝線路，通過(guò)螺栓將前后兩個(gè)所述單環(huán)管片的各點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的螺栓孔連接，以完成前后兩個(gè)所述單環(huán)管片的對(duì)接。
15、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，在串聯(lián)過(guò)程中，將前后對(duì)接的所述單環(huán)管片的封頂塊對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位對(duì)接，則得到轉(zhuǎn)彎曲率最大線路；將前后對(duì)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(diǎn)位對(duì)接，則得到曲率為零的直線線路。
16、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，實(shí)際盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)為盾構(gòu)機(jī)中軸線的前中后三點(diǎn)與隧道設(shè)計(jì)中心線的偏移量，分為垂直、水平兩個(gè)方向，且偏移量不大于50mm。
17、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，已拼管片實(shí)時(shí)姿態(tài)為盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程已拼管片相對(duì)于隧道設(shè)計(jì)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(shí)施本發(fā)明提供的一種基于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、采用本發(fā)明的一種基于bim技術(shù)的管片拼裝方法，通過(guò)bim模型結(jié)合盾尾間隙、千斤頂行程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法，在隧道設(shè)計(jì)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(guò)bim快速建模形成已拼管片模型，隨后根據(jù)盾構(gòu)機(jī)實(shí)時(shí)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(diǎn)位選擇提供依據(jù)，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)對(duì)后續(xù)施工具有較大的指導(dǎo)意義。
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(cè)量裝置，對(duì)已拼管片的盾尾間隙進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量、采集，并且根據(jù)單環(huán)管片的設(shè)計(jì)圖、盾構(gòu)機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)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(shí)，根據(jù)既有已拼管片的姿態(tài)、點(diǎn)位，通過(guò)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(shí)時(shí)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(duì)面位置處。
5.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，在所述單環(huán)管片的外側(cè)壁沿圓周等角度確定19個(gè)點(diǎn)位，各點(diǎn)位分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一處縱向螺栓孔，則相鄰兩個(gè)縱向螺栓孔之間對(duì)應(yīng)的圓心角為360°/19；沿拼裝線路，通過(guò)螺栓將前后兩個(gè)所述單環(huán)管片的各點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的螺栓孔連接，以完成前后兩個(gè)所述單環(huán)管片的對(duì)接。
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(guò)程中，將前后對(duì)接的所述單環(huán)管片的封頂塊對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位對(duì)接，則得到轉(zhuǎn)彎曲率最大線路；將前后對(duì)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(diǎn)位對(duì)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(shí)際盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)為盾構(gòu)機(jī)中軸線的前中后三點(diǎn)與隧道設(shè)計(jì)中心線的偏移量，分為垂直、水平兩個(gè)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(shí)時(shí)姿態(tài)為盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程已拼管片相對(duì)于隧道設(shè)計(jì)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。