技术领域
本发明属于盾构施工技术领域，尤其是涉及一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法。
背景技术：
盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。一环盾构管片称一个管片环。通用管片是指所有的管片环形式只有一种，既可用在直线段，也可用在曲线段。通用环是指通用管片衬砌环，也称为通用管片环或通用楔形管片环。管片拼装采用错缝拼装，一环管片一般由几块A型管片(即标准块)、两块B型管片(即邻接块)和一块K型管片(即封顶块，简称K块)拼装而成。管片拼装点位是指在拼装时封顶块(即K块)所在的位置，具体是封顶块中部的位置。在国内，分度为22.5°分度和36°分度的盾构管片均有通用环设计。基于隧道工程管片通用环拼装要求，封顶块可能出现在所有分度位置，36°分度的盾构管片中封顶块的拼装点位数量为10个，22.5°分度的盾构管片中封顶块的拼装点位数量为16个。如图1所示，16个拼装点位(即16个待选拼装点位)沿顺时针均匀分布，盾构管片中封顶块可能出现在16个待选拼装点位中任一个待选拼装点位，相邻两个待选拼装点位之间的角度γ为22.5°。其中，最上方的拼装点位为16点，最下方的拼装点位为8点。由于是错缝拼装，每一环管片有5个拼装点位可供选择，如当上一环管片的拼装点位为16点时，下一环管片可提供选择的拼装点位为2点、5点、8点、11点和14点这五个拼装点位。目前在地铁盾构施工中，通用环管片技术在管片选型、排版、纠偏等方面取得了一定的成果，但距离精细化的定量控制还有一定的差距。实际进行盾构施工时，不能简便、快速且准确确定通用环管片的拼装点位。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简便、快速且准确确定通用环管片的拼装点位。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征在于：采用盾构机沿隧道中心轴线由后向前对所施工隧道进行盾构掘进施工，盾构掘进施工完成一环后进行盾构管片拼装施工；
任一环盾构管片拼装施工之前，先对当前环盾构管片的管片拼装点位进行确定，过程如下：
步骤一、可选择拼装点位确定：按照盾构管片错缝拼装方法，并根据上一环盾构管片的管片拼装点位，从16个待选拼装点位中选出当前环盾构管片的5个可选择拼装点位；
16个所述待选拼装点位沿圆周方向均匀布设且其沿顺时针方向由前至后分别为1点、2点、…、16点；
5个所述可选择拼装点位分别记作a点、b点、c点、d点和e点且其沿顺时针方向由前至后排列；其中，a、b、c、d和e均为正整数，1≤a≤16，1≤b≤16，1≤c≤16，1≤d≤16，1≤e≤16；
步骤二、选择影响指标及其权重系数确定：根据对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时的盾构掘进施工参数，对影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标和三个所述选择影响指标的权重系数分别进行确定；
三个所述选择影响指标分别为盾构机姿态、盾构机千斤顶行程差和盾尾间隙；
步骤三、可选择拼装点位的选择性评价：根据步骤二中所确定的三个所述选择影响指标及其权重系数，且按照权重系数法对步骤一中5个所述可选择拼装点位的选择性分别进行评价，并将评价出的选择性最好的一个所述可选择拼装点位作为当前环盾构管片的管片拼装点位。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：所施工隧道中位于最后侧的一环所述盾构管片为初始环盾构管片，所述当前环盾构管片为位于所述初始环盾构管片前侧的一环所述盾构管片；
步骤三中完成可选择拼装点位的选择性评价后，还需对当前环盾构管片拼装施工完成后的盾构机千斤顶行程信息和盾尾间隙信息分别进行计算；
当前环盾构管片拼装施工完成后的盾构机千斤顶行程信息包括YGS、YGX、YGZ和YGY；其中，YGS为当前环盾构管片拼装施工完成后盾构机上部千斤顶的行程，YGX为当前环盾构管片拼装施工完成后盾构机下部千斤顶的行程，YGZ为当前环盾构管片拼装施工完成后盾构机左侧千斤顶的行程，YGY为当前环盾构管片拼装施工完成后盾构机右侧千斤顶的行程；
当前环盾构管片拼装施工完成后的盾尾间隙信息包括DWS、DWX、DWZ和DWY；其中，DWS为当前环盾构管片拼装施工完成后的上部盾尾间隙，DWX为当前环盾构管片拼装施工完成后的下部盾尾间隙，DWZ为当前环盾构管片拼装施工完成后的左侧盾尾间隙，DWY为当前环盾构管片拼装施工完成后的右侧盾尾间隙。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：步骤二中三个所述选择影响指标中所述盾构机姿态的权重系数记作λZ，盾构机千斤顶行程差的权重系数记作λQ，盾尾间隙的权重系数记作λD；其中，0＜λZ＜1，0＜λQ＜1，0＜λD＜1，λZ+λQ+λD＝1。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：步骤二中三个所述选择影响指标的权重系数中数值最大的权重系数记作λM，λM＝0.4～0.6；三个所述选择影响指标的权重系数中数值最小的权重系数记作λm，λm＝0.1～0.3。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：步骤二中对三个所述选择影响指标的权重系数进行确定时，先根据对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时的盾构掘进施工参数，并结合预先设定的设定参数，对三个所述选择影响指标的影响程度分别进行确定；影响程度最大的选择影响指标的权重系数＝λM，影响程度最小的选择影响指标的权重系数＝λm；
所述设定参数包括盾构机姿态偏差阈值s、千斤顶行程差阈值q和盾尾间隙允许值d；其中，s＞0，q＞0且d＞0。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：步骤二中所述盾构掘进施工参数包括盾构机姿态参数、盾构机千斤顶行程差参数和盾尾间隙参数；
所述盾构机姿态参数包括盾构机水平姿态SP和盾构机垂直姿态CZ；其中，SP为盾构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的水平偏差量，CZ为盾构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的垂直偏差量；
所述盾构机千斤顶行程差参数包括左右侧千斤顶行程差QZY和上下侧千斤顶行程差QSX；
所述盾尾间隙参数包括上部盾尾间隙DS、下部盾尾间隙DX、左侧盾尾间隙DZ和右侧盾尾间隙DY；
对三个所述选择影响指标的影响程度进行确定时，过程如下：
步骤201、盾尾间隙参数判断：将所述盾尾间隙参数中上部盾尾间隙DS、下部盾尾间隙DX、左侧盾尾间隙DZ和右侧盾尾间隙DY分别与盾尾间隙允许值d进行差值比较：当DS、DX、DZ和DY均不小于d时，进入步骤202；否则，判断为三个所述选择影响指标中所述盾尾间隙的影响程度最大，所述盾构机姿态的影响程度最小，并完成三个所述选择影响指标的影响程度确定过程；
步骤202、盾构机千斤顶行程差参数判断：将左右侧千斤顶行程差QZY和上下侧千斤顶行程差QSX分别与千斤顶行程差阈值q进行差值比较：当QZY和QSX均不大于q时，进入步骤203；否则，判断为三个所述选择影响指标中所述盾构机千斤顶行程差的影响程度最大，所述盾尾间隙的影响程度最小，并完成三个所述选择影响指标的影响程度确定过程；
步骤203、盾构机姿态参数判断：将盾构机水平姿态SP和盾构机垂直姿态CZ分别与盾构机姿态偏差阈值s进行差值比较：当SP＞s或CZ＞s时，判断为三个所述选择影响指标中所述盾构机姿态的影响程度最大，所述盾构机千斤顶行程差的影响程度最小，并完成三个所述选择影响指标的影响程度确定过程；否则，判断为三个所述选择影响指标中所述盾构机千斤顶行程差的影响程度最大，所述盾尾间隙的影响程度最小，并完成三个所述选择影响指标的影响程度确定过程。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：所述的s＝10mm～100mm，q＝30mm～100mm，d＝5mm～55mm。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：步骤二中三个所述选择影响指标中所述盾构机姿态的权重系数记作λZ，盾构机千斤顶行程差的权重系数记作λQ，盾尾间隙的权重系数记作λD；其中，0＜λZ＜1，0＜λQ＜1，0＜λD＜1，λZ+λQ+λD＝1；
步骤二中所述盾构掘进施工参数包括盾构机姿态参数、盾构机千斤顶行程差参数和盾尾间隙参数；
所述盾构机姿态参数包括盾构机水平姿态SP和盾构机垂直姿态CZ；其中，SP为盾构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的水平偏差量，CZ为盾构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的垂直偏差量；
所述盾构机千斤顶行程差参数包括左右侧千斤顶行程差QZY和上下侧千斤顶行程差QSX；其中，QZY＝QZ-QY，QZ为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机左侧千斤顶的行程，QY为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机右侧千斤顶的行程；QSX＝QS-QX，QS为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机上部千斤顶的行程，QX为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机下部千斤顶的行程；
所述盾尾间隙参数包括上部盾尾间隙DS、下部盾尾间隙DX、左侧盾尾间隙DZ和右侧盾尾间隙DY；
步骤二中对影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标进行确定时，需对16个所述待选拼装点位中各待选拼装点位的三个选择影响指标分别进行确定；
16个所述待选拼装点位中n点的三个选择影响指标中所述盾构机姿态、盾构机千斤顶行程差和盾尾间隙，分别记作Z(n)、Q(n)和D(n)；其中，n为正整数且n＝1、2、…、16；
对Z(n)、Q(n)和D(n)进行确定时，根据对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时的盾构掘进施工参数，并结合预先设定的设定参数进行确定；所述设定参数包括盾构机姿态基准、盾构机姿态偏差阈值s、千斤顶行程差阈值q和盾尾间隙允许值d；其中，s＞0，q＞0且d＞0；
所述盾构机姿态基准包括盾构机水平姿态基准Sj和盾构机垂直姿态基准Cj，其中Sj为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工之前预先设定的盾构机中盾相对于隧道中心轴线的水平偏差量，Cj为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工之前预先设定的盾构机中盾相对于隧道中心轴线的垂直偏差量；
对Z(n)进行确定时，根据公式Z(n)＝Z1(n)+Z2(n) (1)进行确定；
公式(1)中，Z1(n)根据盾构机水平姿态SP、盾构机水平姿态基准Sj和盾构机姿态偏差阈值s进行确定：
当SP-Sj＜-s时，
当-s≤SP-Sj＜0时，
当0≤SP-Sj＜s时，
当SP-Sj≥s时，
公式(1)中，Z2(n)根据盾构机垂直姿态CZ、盾构机垂直姿态基准Cj和盾构机姿态偏差阈值s进行确定：
当CZ-Cj≤-s时，
当-s＜CZ-Cj≤0时，
当0＜CZ-Cj≤s时，
当CZ-Cj＞s时，
对Q(n)进行确定时，根据公式Q(n)＝Q1(n)+Q2(n) (2)进行确定；
公式(2)中，Q1(n)根据左右侧千斤顶行程差QZY和千斤顶行程差阈值q进行确定：
当QZY＜-q时，
当-q≤QZY＜0时，
当0≤QZY＜q时，
当QZY≥q时，
公式(2)中，Q2(n)根据上下侧千斤顶行程差QSX和千斤顶行程差阈值q进行确定：
当QSX≤-q时，
当-q＜QSX≤0时，
当0＜QSX≤q时，
当QSX＞q时，
对D(n)进行确定时，根据公式 (3)进行确定；
公式(3)中，D1(n)根据上部盾尾间隙DS和盾尾间隙允许值d进行确定：
当DS＜d时，
当DS≥d时，D1(n)＝0；
公式(3)中，D2(n)根据下部盾尾间隙DX和盾尾间隙允许值d进行确定：
当DX＜d时，
当DX≥d时，D2(n)＝0；
公式(3)中，D3(n)根据左侧盾尾间隙DZ和盾尾间隙允许值d进行确定：
当DZ＜d时，
当DZ≥d时，D3(n)＝0；
公式(3)中，D4(n)根据右侧盾尾间隙DY和盾尾间隙允许值d进行确定：
当DY＜d时，
当DY≥d时，D4(n)＝0。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：步骤三中进行可选择拼装点位的选择性评价时，过程如下：
步骤301、可选择拼装点位优选程度计算：根据步骤二中所确定的16个所述待选拼装点位中各待选拼装点位的三个选择影响指标，并结合三个所述选择影响指标的权重系数，对步骤一中5个所述可选择拼装点位的优选程度分别进行计算；
步骤一中所确定的5个所述可选择拼装点位中m点的三个选择影响指标中所述盾构机姿态、盾构机千斤顶行程差和盾尾间隙，分别记作Z(m)、Q(m)和D(m)；其中，m为正整数且m＝a、b、c、d或e；
对5个所述可选择拼装点位中m点的优选程度进行计算时，根据公式H(m)＝λD·D(m)+λQ·Q(m)+λZ·Z(m) (5)进行计算；
本步骤中，计算出的a点、b点、c点、d点和e点的优选程度，分别记作H(a)、H(b)、H(c)、H(d)和H(e)；
步骤302、可选择拼装点位优选程度比较：对步骤301中计算出的5个所述可选择拼装点位的优选程度H(a)、H(b)、H(c)、H(d)和H(e)进行比较，并从5个所述可选择拼装点位中找出优选程度最大的可选择拼装点位；
所找出的优选程度最大的可选择拼装点位记作N点，N点为选择性最好的可选择拼装点位且其为当前环盾构管片的管片拼装点位；其中，N为正整数且1≤N≤16。
上述一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，其特征是：步骤二中所述盾构掘进施工参数包括盾构机姿态参数、盾构机千斤顶行程差参数和盾尾间隙参数；
所述盾构机姿态参数包括盾构机水平姿态SP和盾构机垂直姿态CZ；其中，SP为盾构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的水平偏差量，CZ为盾构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的垂直偏差量；
所述盾构机千斤顶行程差参数包括左右侧千斤顶行程差QZY和上下侧千斤顶行程差QSX；其中，QZY＝QZ-QY，QZ为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机左侧千斤顶的行程，QY为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机右侧千斤顶的行程；QSX＝QS-QX，QS为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机上部千斤顶的行程，QX为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机下部千斤顶的行程；
所述盾尾间隙参数包括上部盾尾间隙DS、下部盾尾间隙DX、左侧盾尾间隙DZ和右侧盾尾间隙DY；
步骤三中完成可选择拼装点位的选择性评价后，根据步骤三中得出的当前环盾构管片的管片拼装点位，对所述当前环盾构管片进行拼装施工。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、方法步骤简单且投入成本低，实现方便。
2、方法设计合理，根据上一环盾构管片的管片拼装点位能推算出当前环盾构管片的5个可选择拼装点位，再考虑三个选择影响指标，计算出5个可选择拼装点位的优选程度，并将优选程度最大的可选择拼装点位作为当前环盾构管片的拼装点位。
3、三个选择影响指标选择合理，全面、准确考虑了影响管片拼装点位选择的因素，可有效减少实际施工中盾构管片因管片拼装点位不妥出现的管片破损及渗漏水现象，提高成型隧道质量。
4、三个选择影响指标的权重系数确定方法简单、合理且实现方便、使用效果好，能对三个选择影响指标对管片拼装点位选择的影响程度进行简便、直观且准确表示。
5、拼装点位优选程度的计算方法简单、设计合理且计算结果可靠，考虑符合现场施工且影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标，根据三个选择影响指标的影响方式，并通过权重来体现各选择影响指标的影响程度，且通过加权总和来判断出最优的管片拼装点位。
6、全面考虑在实际盾构掘进施工过程中与通用环管片选型相关的参数(即盾构掘进施工参数)，同时结合设定参数，并通过权重分析，通过定量计算当前环盾构管片的管片拼装点位，为管片拼装提供符合现场实际的拼装点位指导，实用性及可操作性强，实现精细化的定量控制。
7、通过数据处理设备能简便、快速计算出各可选择拼装点位的优选程度，所需时间非常短且计算量小，实现简便，只需输入对应的盾构掘进施工参数、设定参数和权重系数即可。
8、根据盾构掘进过程中参照的基准轴线对盾构机姿态基准进行确定，对管片拼装点位进行确定时，考虑所确定的盾构机姿态基准，从而能有效保证施工成型隧道管片的轴线位置，实现精细化控制，适用性强，所确定的管片拼装点位更符合现场实际。
9、完成可选择拼装点位的选择性评价后，计算出当前环盾构管片拼装施工完成后的盾构机千斤顶行程信息和盾尾间隙信息，指导现场施工，实现通用环管片点位选择过程的信息化，并且实现千斤顶行程及盾尾间隙的定量控制，实现管片选型的精细化控制。
10、使用效果好且实用价值高，能适应实际工程中不同地层中因管片上浮量不同而采取的不同的盾构掘进轴线，贴合现场实际，使管片选型结果(具体是管片拼装点位确定与管片拼装)与盾构掘进思路相一致，确保适应性。并且，根据现场实际，并考虑三个选择影响指标的影响程度，且通过调整权重系数，对三个选择影响指标影响当前环盾构管片的管片拼装点位的重要程度进行调整，超过或接近施工限值(即设定参数)的选择影响指标(也称为影响因素)的权重系数上升，实现简便，更符合现场实际。
综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简便、快速且准确确定通用环管片的拼装点位。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为通用环管片16个拼装点位的布设位置示意图。
图2为本发明的方法流程框图。
具体实施方式
如图2所示的一种地铁盾构施工通用环管片拼装点位确定方法，采用盾构机沿隧道中心轴线由后向前对所施工隧道进行盾构掘进施工，盾构掘进施工完成一环后进行盾构管片拼装施工；
任一环盾构管片拼装施工之前，先对当前环盾构管片的管片拼装点位进行确定，过程如下：
步骤一、可选择拼装点位确定：按照盾构管片错缝拼装方法，并根据上一环盾构管片的管片拼装点位，从16个待选拼装点位中选出当前环盾构管片的5个可选择拼装点位；
16个所述待选拼装点位沿圆周方向均匀布设且其沿顺时针方向由前至后分别为1点、2点、…、16点，详见图1；
5个所述可选择拼装点位分别记作a点、b点、c点、d点和e点且其沿顺时针方向由前至后排列；其中，a、b、c、d和e均为正整数，1≤a≤16，1≤b≤16，1≤c≤16，1≤d≤16，1≤e≤16；
步骤二、选择影响指标及其权重系数确定：根据对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时的盾构掘进施工参数，对影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标和三个所述选择影响指标的权重系数分别进行确定；
三个所述选择影响指标分别为盾构机姿态、盾构机千斤顶行程差和盾尾间隙；
步骤三、可选择拼装点位的选择性评价：根据步骤二中所确定的三个所述选择影响指标及其权重系数，且按照权重系数法对步骤一中5个所述可选择拼装点位的选择性分别进行评价，并将评价出的选择性最好的一个所述可选择拼装点位作为当前环盾构管片的管片拼装点位。
并且，所述隧道中心轴线为所施工隧道的设计中心轴线。
如图1所示，16个所述待选拼装点位中相邻两个待选拼装点位之间的角度γ为22.5°。16个所述待选拼装点位中，16点位于最上方，8点位于最下方且16点与8点位于同一竖直线上。
本实施例中，所施工隧道中位于最后侧的一环所述盾构管片为初始环盾构管片，所述当前环盾构管片为位于所述初始环盾构管片前侧的一环所述盾构管片。
实际施工时，对所述初始环盾构管片进行拼装施工时，无需对其管片拼装点位进行确定。
本实施例中，步骤一中进行可选择拼装点位确定时，按照盾构管片错缝拼装方法进行确定，该方法为本领域技术人员熟知的常规盾构管片拼装方法，实现简便，可操作性强。
步骤一中上一环盾构管片为当前环盾构管片相邻的上一环盾构管片且其位于当前环盾构管片后侧。此处，上一环盾构管片的管片拼装点位记作NS点，其中NS为正整数，且1≤NS≤16。
本实施例中，对5个所述可选择拼装点位进行确定时，过程如下：
步骤一、a点确定：根据上一环盾构管片的管片拼装点位NS点，对a点进行确定：当NS+2＞16时，a＝NS+2-16；否则，a＝NS+2；
步骤二、b点确定：根据步骤一中所确定的a点，对b点进行确定：当a+3＞16时，b＝a+3-16；否则，b＝a+3；
步骤三、c点确定：根据步骤二中所确定的b点，对c点进行确定：当b+3＞16时，c＝b+3-16；否则，c＝b+3；
步骤四、d点确定：根据步骤三中所确定的c点，对d点进行确定：当c+3＞16时，d＝c+3-16；否则，d＝c+3；
步骤五、e点确定：根据步骤四中所确定的d点，对e点进行确定：当d+3＞16时，e＝d+3-16；否则，e＝d+3。
本实施例中，步骤二中三个所述选择影响指标中所述盾构机姿态的权重系数记作λZ，盾构机千斤顶行程差的权重系数记作λQ，盾尾间隙的权重系数记作λD；其中，0＜λZ＜1，0＜λQ＜1，0＜λD＜1，λZ+λQ+λD＝1。
并且，步骤二中三个所述选择影响指标的权重系数中数值最大的权重系数记作λM，λM＝0.4～0.6；三个所述选择影响指标的权重系数中数值最小的权重系数记作λm，λm＝0.1～0.3。
本实施例中，所述的λM＝0.45～0.55，所述的λm＝0.1～0.15。
这样，能大幅简化三个所述选择影响指标的权重系数确定过程，只需对三个所述选择影响指标影响管片拼装点位选择的影响程度由上至下进行排序，便能简便、直接得出三个所述选择影响指标的权重系数。其中，所述选择影响指标影响管片拼装点位选择的影响程度越大，该选择影响指标的权重系数越大。并且，影响程度最大的选择影响指标的权重系数＝λM，影响程度最小的选择影响指标的权重系数＝λm。
本实施例中，步骤二中对三个所述选择影响指标的权重系数进行确定时，先根据对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时的盾构掘进施工参数，并结合预先设定的设定参数，对三个所述选择影响指标的影响程度分别进行确定；影响程度最大的选择影响指标的权重系数＝λM，影响程度最小的选择影响指标的权重系数＝λm。
所述设定参数包括盾构机姿态偏差阈值s、千斤顶行程差阈值q和盾尾间隙允许值d；其中，s＞0，q＞0且d＞0。
因而，三个所述选择影响指标的权重系数的确定方法简单且实现方便，并且结果准确、可靠性高。
实际施工时，所述的s＝10mm～100mm，q＝30mm～100mm，d＝5mm～55mm。
优选地，所述的s＝35mm～45mm，q＝55mm～65mm，d＝10mm～30mm。
本实施例中，所述的s＝40mm，q＝60mm，d＝15mm。实际施工过程中，可根据具体需要，对s、q和d的取值大小进行相应调整。其中，-s＝-40mm，-q＝-60mm。
对盾尾间隙允许值d进行设定时，一般情况下要求盾尾间隙不小于15mm，恶劣情况下要求盾尾间隙不小于10mm，使盾尾间隙的活动范围10mm～30mm，盾尾间隙标准值为30mm。
实际施工时，采用所述盾构机对所施工隧道进行盾构掘进施工时，所述盾构机后部装有四个千斤顶，四个所述千斤顶均为液压千斤顶，四个所述千斤顶布设在同一竖直面上且其沿圆周方向均匀布设。四个所述千斤顶分别为位于所述盾构机后部的上部、下部、左侧和右侧的上部千斤顶、下部千斤顶、左侧千斤顶和右侧千斤顶。盾尾间隙是指盾构机盾尾与盾构管片之间的间隙。
本实施例中，步骤二中所述盾构掘进施工参数包括盾构机姿态参数、盾构机千斤顶行程差参数和盾尾间隙参数；
所述盾构机姿态参数包括盾构机水平姿态SP和盾构机垂直姿态CZ；其中，SP为盾构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的水平偏差量，CZ为盾构掘进施工时盾构机中盾相对于隧道中心轴线的垂直偏差量；
所述盾构机千斤顶行程差参数包括左右侧千斤顶行程差QZY和上下侧千斤顶行程差QSX；其中，QZY＝QZ-QY，QZ为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机左侧千斤顶的行程，QY为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机右侧千斤顶的行程；QSX＝QS-QX，QS为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机上部千斤顶的行程，QX为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机下部千斤顶的行程；
所述盾尾间隙参数包括上部盾尾间隙DS、下部盾尾间隙DX、左侧盾尾间隙DZ和右侧盾尾间隙DY。
其中，左右侧千斤顶行程差QZY为盾构掘进施工时盾构机左右两侧千斤顶的行程差，上下侧千斤顶行程差QSX为盾构掘进施工时盾构机上下两侧千斤顶的行程差。SP为盾构掘进施工时盾构机中盾(具体是中盾中部，即中盾的几何中心点)与隧道中心轴线的水平偏差量，CZ为盾构掘进施工时盾构机中盾(具体是中盾中部，即中盾的几何中心点)相对于隧道中心轴线的垂直偏差量，中盾的几何中心点位于盾构机的中心轴线上。
对三个所述选择影响指标的影响程度进行确定时，过程如下：
步骤201、盾尾间隙参数判断：将所述盾尾间隙参数中上部盾尾间隙DS、下部盾尾间隙DX、左侧盾尾间隙DZ和右侧盾尾间隙DY分别与盾尾间隙允许值d进行差值比较：当DS、DX、DZ和DY均不小于d时，进入步骤202；否则，判断为三个所述选择影响指标中所述盾尾间隙的影响程度最大，所述盾构机姿态的影响程度最小，并完成三个所述选择影响指标的影响程度确定过程；
步骤202、盾构机千斤顶行程差参数判断：将左右侧千斤顶行程差QZY和上下侧千斤顶行程差QSX分别与千斤顶行程差阈值q进行差值比较：当QZY和QSX均不大于q时，进入步骤203；否则，判断为三个所述选择影响指标中所述盾构机千斤顶行程差的影响程度最大，所述盾尾间隙的影响程度最小，并完成三个所述选择影响指标的影响程度确定过程；
步骤203、盾构机姿态参数判断：将盾构机水平姿态SP和盾构机垂直姿态CZ分别与盾构机姿态偏差阈值s进行差值比较：当SP＞s或CZ＞s时，判断为三个所述选择影响指标中所述盾构机姿态的影响程度最大，所述盾构机千斤顶行程差的影响程度最小，并完成三个所述选择影响指标的影响程度确定过程；否则，判断为三个所述选择影响指标中所述盾构机千斤顶行程差的影响程度最大，所述盾尾间隙的影响程度最小，并完成三个所述选择影响指标的影响程度确定过程。
这样，按照步骤201至步骤203中所述的方法，能简便、快速对三个所述选择影响指标的影响程度进行确定，实现方便，且所确定的三个所述选择影响指标的影响程度结果可靠，可操作强。
本实施例中，步骤二中对影响管片拼装点位选择的三个选择影响指标进行确定时，需对16个所述待选拼装点位中各待选拼装点位的三个选择影响指标分别进行确定；
16个所述待选拼装点位中n点的三个选择影响指标中所述盾构机姿态、盾构机千斤顶行程差和盾尾间隙，分别记作Z(n)、Q(n)和D(n)；其中，n为正整数且n＝1、2、…、16；
对Z(n)、Q(n)和D(n)进行确定时，根据对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时的盾构掘进施工参数，并结合预先设定的设定参数进行确定；所述设定参数包括盾构机姿态基准、盾构机姿态偏差阈值s、千斤顶行程差阈值q和盾尾间隙允许值d；
所述盾构机姿态基准包括盾构机水平姿态基准Sj和盾构机垂直姿态基准Cj，其中Sj为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工之前预先设定的盾构机中盾相对于隧道中心轴线的水平偏差量，Cj为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工之前预先设定的盾构机中盾相对于隧道中心轴线的垂直偏差量；
对Z(n)进行确定时，根据公式Z(n)＝Z1(n)+Z2(n) (1)进行确定；
公式(1)中，Z1(n)根据盾构机水平姿态SP、盾构机水平姿态基准Sj和盾构机姿态偏差阈值s进行确定：
当SP-Sj＜-s时，
当-s≤SP-Sj＜0时，
当0≤SP-Sj＜s时，
当SP-Sj≥s时，
公式(1)中，Z2(n)根据盾构机垂直姿态CZ、盾构机垂直姿态基准Cj和盾构机姿态偏差阈值s进行确定：
当CZ-Cj≤-s时，
当-s＜CZ-Cj≤0时，
当0＜CZ-Cj≤s时，
当CZ-Cj＞s时，
对Q(n)进行确定时，根据公式Q(n)＝Q1(n)+Q2(n) (2)进行确定；
公式(2)中，Q1(n)根据左右侧千斤顶行程差QZY和千斤顶行程差阈值q进行确定：
当QZY＜-q时，
当-q≤QZY＜0时，
当0≤QZY＜q时，
当QZY≥q时，
公式(2)中，Q2(n)根据上下侧千斤顶行程差QSX和千斤顶行程差阈值q进行确定：
当QSX≤-q时，
当-q＜QSX≤0时，
当0＜QSX≤q时，
当QSX＞q时，
对D(n)进行确定时，根据公式 (3)进行确定；
公式(3)中，D1(n)根据上部盾尾间隙DS和盾尾间隙允许值d进行确定：
当DS＜d时，
当DS≥d时，D1(n)＝0；
公式(3)中，D2(n)根据下部盾尾间隙DX和盾尾间隙允许值d进行确定：
当DX＜d时，
当DX≥d时，D2(n)＝0；
公式(3)中，D3(n)根据左侧盾尾间隙DZ和盾尾间隙允许值d进行确定：
当DZ＜d时，
当DZ≥d时，D3(n)＝0；
公式(3)中，D4(n)根据右侧盾尾间隙DY和盾尾间隙允许值d进行确定：
当DY＜d时，
当DY≥d时，D4(n)＝0。
本实施例中，步骤三中进行可选择拼装点位的选择性评价时，过程如下：
步骤301、可选择拼装点位优选程度计算：根据步骤二中所确定的16个所述待选拼装点位中各待选拼装点位的三个选择影响指标，并结合三个所述选择影响指标的权重系数，对步骤一中5个所述可选择拼装点位的优选程度分别进行计算；
步骤一中所确定的5个所述可选择拼装点位中m点的三个选择影响指标中所述盾构机姿态、盾构机千斤顶行程差和盾尾间隙，分别记作Z(m)、Q(m)和D(m)；其中，m为正整数且m＝a、b、c、d或e；
对5个所述可选择拼装点位中m点的优选程度进行计算时，根据公式H(m)＝λD·D(m)+λQ·Q(m)+λZ·Z(m) (5)进行计算；
本步骤中，计算出的a点、b点、c点、d点和e点的优选程度，分别记作H(a)、H(b)、H(c)、H(d)和H(e)；
步骤302、可选择拼装点位优选程度比较：对步骤301中计算出的5个所述可选择拼装点位的优选程度H(a)、H(b)、H(c)、H(d)和H(e)进行比较，并从5个所述可选择拼装点位中找出优选程度最大的可选择拼装点位；
所找出的优选程度最大的可选择拼装点位记作N点，N点为选择性最好的可选择拼装点位且其为当前环盾构管片的管片拼装点位；其中，N为正整数且1≤N≤16。
对所施工隧道进行盾构掘进施工过程中，对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时，一般情况下，应按所述隧道中心轴线进行盾构掘进施工，所述隧道中心轴线为所施工隧道的设计中心轴线；但实际施工过程中，为克服管片上浮、盾构机姿态调整等诸多因素的影响，确保拼装成型盾构管片的实际安装位置，实际进行盾构掘进施工时，按照另外确定的基准轴线进行盾构掘进施工，该基准轴线为修正后的盾构掘进施工基准，也称为盾构机姿态基准。
所述的Sj为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工之前预先设定的盾构机中盾(具体是中盾中部，即中盾的几何中心点)相对于隧道中心轴线的水平偏差量，Cj为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工之前预先设定的盾构机中盾(具体是中盾中部，即中盾的几何中心点)相对于隧道中心轴线的垂直偏差量，因而Sj为盾构机中盾(具体是中盾中部，即中盾的几何中心点)所处位置处基准轴线与隧道中心轴线的水平偏差量，Cj为盾构机中盾(具体是中盾中部，即中盾的几何中心点)所处位置处基准轴线与隧道中心轴线的垂直偏差量。
实际施工时，一般情况下，盾构机水平姿态基准Sj＝0，且盾构机垂直姿态基准Cj＝0。本实施例中，Sj＝Cj＝0。
实际施工过程中，为实现精细化控制，确保施工成型隧道的位置准确性，考虑管片上浮、盾构机姿态调整等因素对所施工隧道轴线的影响，对Sj和Cj的取值大小分别进行相应调整，实现简便且使用效果好，施工人员能根据具体需要，对盾构机水平姿态基准Sj和盾构机垂直姿态基准Cj进行相应调整。
实际对盾构机姿态基准进行确定时，-50mm≤Sj≤50mm，-50mm≤Cj≤50mm。例如，考虑管片上浮对所施工隧道轴线的影响时，需要考虑管片上浮量抵消，此时需对盾构机垂直姿态基准Cj进行调整，由于盾构施工中管片上浮是常见现象，为抵消管片的上浮量，将盾构机垂直姿态基准Cj调整到与上浮量相同的负值，如管片上浮量为30mm时，将盾构机垂直姿态基准Cj调整至-30mm。
实际对该基准轴线进行确定时，根据工程实际，通过测量盾构管片脱出盾构机盾尾时的姿态与盾构管片稳定后的姿态之间的差值，确定脱出盾构机盾尾后盾构管片的位移值，并根据脱出盾构机盾尾后盾构管片的位移值，对盾构掘进过程中参照的基准轴线进行确定。
目前使用的管片排版软件中一般都是针对输入的隧道设计线型，结合管片结构参数，进行管片对线路的拟合，考虑的因素包括管片的基本参数，如楔形量、环宽、最小旋转角、分块等，以及盾构机姿态、千斤顶油缸行程、盾尾间隙等。但在实际现场施工过程中，盾构管片拼装脱出盾尾后，往往存在较为明显的上浮现象，为了确保成型隧道轴线受控，此时盾构机掘进轴线参照的不再是设计隧道轴线(即隧道中心轴线)，而往往选择预留管片位移量的线下轴线作为参照。现有管片排版软件均按掘进时盾构机及管片轴线应贴近设计隧道轴线的原则设计，并未考虑到实际掘进时盾构机及管片轴线与设计隧道轴线存在差异的情况，因此在实际施工过程中排版结果与现场实际不符，准确率低，导致软件在工程实际中运用程度不高。而采用本发明能有效克服此问题。
本实施例中，为实现方便且计算过程简单、计算速度快、计算结果准确，步骤301中进行可选择拼装点位优选程度计算时，采用数据处理设备对步骤一中5个所述可选择拼装点位的优选程度分别进行计算。
本实施例中，所述数据处理设备为PC机。实际使用时，所述数据处理设备也可以采用掌上电脑、数据处理芯片等。
对步骤一中5个所述可选择拼装点位的优选程度分别进行计算时，需先采用与所述数据处理设备连接的数据输入装置输入所述盾构掘进施工参数、所述设定参数和上一环盾构管片的管片拼装点位。其中，所述盾构掘进施工参数中的盾构机姿态参数、盾构机千斤顶行程差参数和盾尾间隙参数均为测量得出的实测参数且三者均为实际测量值。
对盾构机千斤顶行程差参数进行确定时，根据对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时盾构机左侧千斤顶的行程QZ、盾构机右侧千斤顶的行程QY、盾构机上部千斤顶的行程QS和盾构机下部千斤顶的行程QX进行确定，其中QZ、QY、QS和QX均为实际测量值，由于盾构机千斤顶均为液压千斤顶，因而QZ、QY、QS和QX均为对应千斤顶的油缸行程。所述的QZ、QY、QS和QX为盾构机的操作面板上或盾构机掘进操作系统上显示的盾构机上部、下部、左侧和右侧千斤顶的行程数据(也称油缸行程数据)，实现简便且数据准确、可靠。
对所述盾构机姿态参数进行确定时，盾构机水平姿态SP和盾构机垂直姿态CZ均为实际测量值且二者均能从所述盾构机的掘进导向系统中直接获取，实现简便且数据准确、可靠。对SP和CZ进行测量时，可以在所述盾构机中部中部布设测量元件进行测量。
对所述盾尾间隙参数进行确定时，上部盾尾间隙DS、下部盾尾间隙DX、左侧盾尾间隙DZ和右侧盾尾间隙DY均为实际测量值，由现场人员实测获取数值。并且，所述盾尾间隙参数为当前环盾构管片拼装前的盾尾间隙。其中，上部盾尾间隙DS为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工后盾构机盾尾上部与上一环盾构管片之间的间隙，下部盾尾间隙DX为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工后盾构机盾尾下部与上一环盾构管片之间的间隙，左侧盾尾间隙DZ为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工后盾构机盾尾左侧与上一环盾构管片之间的间隙，右侧盾尾间隙DY为对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工后盾构机盾尾右侧与上一环盾构管片之间的间隙。
实际施工时，为操作简便且显示直观，还需输入上一环盾构管片的环号，并且上一环盾构管片的环号和上一环盾构管片的管片拼装点位均由现场人员根据现场实际获取。
所述设定参数中的盾构机姿态基准、盾构机姿态偏差阈值s、千斤顶行程差阈值q和盾尾间隙允许值d均为人为根据具体需要进行设定的参数。另外，还需输入管片结构参数和预先确定的三个所述选择影响指标的权重系数，所述管片结构参数包括当前环盾构管片的宽度L、当前环盾构管片的楔形量Δ和当前环盾构管片的直径D。本实施例中，所施工隧道中各环盾构管片的管片结构参数均相同。三个所述选择影响指标的权重系数为判定三个所述选择影响指标在管片点位选择中的重要程度的系数。
本实施例中，步骤三中完成可选择拼装点位的选择性评价后，根据步骤三中得出的当前环盾构管片的管片拼装点位，对所述当前环盾构管片进行拼装施工。
并且，对所述当前环盾构管片进行拼装施工时，采用常规的盾构管片拼装衬砌施工方法进行拼装施工。拼装施工完成后，获得一个管片环。每环盾构管片均由一块封顶块(即K块)、两块分别位于所述封顶块两侧的邻接块和多块连接于两个所述邻接块之间的标准块拼装而成，步骤三中得出的当前环盾构管片的管片拼装点位为当前环盾构管片中封顶块的位置(具体是封顶块中部的位置)。
另外，对当前环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工时，按照常规的盾构掘进施工方法进行施工。
本实施例中，步骤三中完成可选择拼装点位的选择性评价后，还需对当前环盾构管片拼装施工完成后的盾构机千斤顶行程信息和盾尾间隙信息分别进行计算；
当前环盾构管片拼装施工完成后的盾构机千斤顶行程信息包括YGS、YGX、YGZ和YGY；其中，YGS为当前环盾构管片拼装施工完成后盾构机上部千斤顶的行程，YGX为当前环盾构管片拼装施工完成后盾构机下部千斤顶的行程，YGZ为当前环盾构管片拼装施工完成后盾构机左侧千斤顶的行程，YGY为当前环盾构管片拼装施工完成后盾构机右侧千斤顶的行程；
当前环盾构管片拼装施工完成后的盾尾间隙信息包括DWS、DWX、DWZ和DWY；其中，DWS为当前环盾构管片拼装施工完成后的上部盾尾间隙，DWX为当前环盾构管片拼装施工完成后的下部盾尾间隙，DWZ为当前环盾构管片拼装施工完成后的左侧盾尾间隙，DWY为当前环盾构管片拼装施工完成后的右侧盾尾间隙。
因而，采用本发明能简便、快速且准确计算出当前环盾构管片拼装施工完成后的盾构机千斤顶行程信息和盾尾间隙信息，根据计算得出的当前环盾构管片拼装施工完成后的盾尾间隙信息，能对步骤三中所确定的当前环盾构管片的管片拼装点位进行进一步验证，实用性非常强。
待所述当前环盾构管片进行拼装施工完成后，按照计算得出的当前环盾构管片拼装施工完成后的盾构机千斤顶行程信息，对盾构机千斤顶进行控制。然后，对下一环盾构管片所处隧道节段进行盾构掘进施工；如此不算重复，直至完成所施工隧道的盾构施工过程。
其中，对当前环盾构管片拼装施工完成后的盾构机千斤顶行程信息进行计算时，所述的公式(6-1)、(6-2)、(6-3)和(6-4)中，L为当前环盾构管片的宽度，Δ为当前环盾构管片的楔形量；
对当前环盾构管片拼装施工完成后的盾尾间隙信息进行计算时，所述的
且公式(7-1)、(7-2)、(7-3)和(7-4)中，L为当前环盾构管片的宽度，Δ为当前环盾构管片的楔形量，D为当前环盾构管片的直径(即外径)，l为盾构机上下部千斤顶之间的间距或盾构机左右侧千斤顶之间的间距，其中盾构机上下部千斤顶之间的间距与盾构机左右侧千斤顶之间的间距相同。
综上，在完成本环掘进完成后(即完成当前环盾构管片的盾构掘进施工过程后)，根据管片点位选择原则，分别给十六个待选拼装点位赋值，通过赋值来体现考虑三个所述选择影响指标的影响下各待选拼装点位的可选性(即选择性或优选程度)。对于任一个待选拼装点位进行赋值时，均需考虑三个所述选择影响指标的影响，并根据各选择影响指标的影响程度进行赋值，通过赋值还突出或弱化对应选择影响指标的重要性。这样，16个所述待选拼装点位中，每一个所述待选拼装点位均对应三个所述选择影响指标存在三个赋值，即Z(n)、Q(n)和D(n)。同时，再结合三个所述选择影响指标的权重系数，便能计算出16个所述待选拼装点位中各待选拼装点位的加权值(即优选程度)，各待选拼装点位的加权值为对应三个所述选择影响指标的三个赋值(即Z(n)、Q(n)和D(n))与三个所述选择影响指标中的权重系数λZ、λQ和λD的乘积，即根据公式H(n)＝λD·D(n)+λQ·Q(n)+λZ·Z(n)(5-1)进行计算。根据上一环盾构管片的管片拼装点位能推算出当前环盾构管片的5个可选择拼装点位，比较这5个可选择点位的加权值的大小，以加权值最大的可选择拼装点位作为当前环盾构管片的拼装点位。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
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