近日，日本戶田建設(shè)和近畿測(cè)量合作開發(fā)了一項(xiàng)盾構(gòu)隧道施工自動(dòng)測(cè)量技術(shù)“MWMS（Measuring Worm Method System）”，該系統(tǒng)是使用固定的立體攝像機(jī)拍攝盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部圖像，通過(guò)圖像分析確認(rèn)掘進(jìn)過(guò)程中的盾構(gòu)機(jī)的位置（平面坐標(biāo)/垂直坐標(biāo)）和姿態(tài)（水平偏轉(zhuǎn)/仰俯），實(shí)現(xiàn)了測(cè)量工作的省力化、提高了測(cè)量管理效率和施工精度，并且可用于以往自動(dòng)測(cè)量技術(shù)難以適用的小直徑盾構(gòu)隧道。

開發(fā)背景

以往的盾構(gòu)施工自動(dòng)測(cè)量，是在隧道洞內(nèi)設(shè)置自動(dòng)跟蹤型測(cè)量?jī)x器（全站儀），對(duì)后方基準(zhǔn)點(diǎn)和盾構(gòu)機(jī)內(nèi)至少2個(gè)標(biāo)靶進(jìn)行測(cè)量。但在掘進(jìn)距離增加以及曲線段施工的情況下，測(cè)量?jī)x器無(wú)法照準(zhǔn)標(biāo)靶，需要移動(dòng)測(cè)量?jī)x器。另外，在隧道斷面相對(duì)較小的情況下，會(huì)產(chǎn)生與臺(tái)車碰觸或照準(zhǔn)存在障礙等問(wèn)題，因此測(cè)量?jī)x器的配置較為困難，很難應(yīng)用自動(dòng)測(cè)量技術(shù)。

系統(tǒng)概要

本系統(tǒng)使用立體攝像機(jī)自動(dòng)拍攝盾構(gòu)推進(jìn)油缸端頭和盾構(gòu)機(jī)主體上設(shè)置的多個(gè)標(biāo)記，通過(guò)圖像分析測(cè)量盾構(gòu)機(jī)的位置坐標(biāo)和姿態(tài)。通過(guò)將立體攝像機(jī)固定在盾構(gòu)機(jī)的后配套設(shè)備上，解決了以往自動(dòng)測(cè)量技術(shù)存在的問(wèn)題。在盾構(gòu)掘進(jìn)和管片拼裝作業(yè)中，推進(jìn)油缸反復(fù)伸縮，根據(jù)其動(dòng)態(tài)切換基準(zhǔn)點(diǎn)，連續(xù)捕捉前后的標(biāo)記。

測(cè)量步驟

（1）開始掘進(jìn)（測(cè)量開始）

將標(biāo)記①視為掘進(jìn)過(guò)程中的不動(dòng)點(diǎn)，作為測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)，隨著掘進(jìn)開始測(cè)量。

（2）掘進(jìn)中（連續(xù)測(cè)量）

通過(guò)攝像機(jī)和圖像處理捕捉移動(dòng)的標(biāo)記②的位置。

（3）完成掘進(jìn)（測(cè)量結(jié)束）

將標(biāo)記②視為管片拼裝過(guò)程中的不動(dòng)點(diǎn)，在推進(jìn)油缸縮回之前將基準(zhǔn)點(diǎn)切換為標(biāo)記②。

（4）管片拼裝（油缸縮回時(shí)）

推進(jìn)油缸縮回以及管片拼裝后，使油缸緊貼在管片上。掘進(jìn)準(zhǔn)備就緒后，測(cè)量確認(rèn)標(biāo)記①的位置，再次將基準(zhǔn)點(diǎn)切換為標(biāo)記①。

系統(tǒng)特征

1、無(wú)需移動(dòng)測(cè)量?jī)x器，不會(huì)造成停止施工，可提高工作效率；2、可自由設(shè)定測(cè)量頻率和保持連續(xù)測(cè)量，因此測(cè)量精度高；3、適用于各種直徑的盾構(gòu)隧道。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證該系統(tǒng)的實(shí)用性，戶田建設(shè)在其施工的一處盾構(gòu)隧道現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果顯示，盾構(gòu)直徑3.0m的隧道也能順利進(jìn)行測(cè)量，并且滿足了誤差范圍內(nèi)的目標(biāo)精度（≤4.0mm /掘進(jìn)1m）。戶田建設(shè)計(jì)劃將該系統(tǒng)與其正在研發(fā)的智能盾構(gòu)系統(tǒng)“AI Transform Shield”相結(jié)合，建立更高精度的掘進(jìn)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全可靠的隧道構(gòu)筑技術(shù)。

來(lái)源：?隧道網(wǎng)