盾构数据采集系统的技术改造.pdf

***盾构数据采集系统的技术改造
来源：上海隧道工程股份有限公司
提 要：根据目前在建的***明珠线二期工程对隧道施工信息管理的
要求，制定并实施了对以前引进的地铁盾构数据采集系统的技术改造方案。
新增加了陀螺仪硬件，新开发了盾构掘进姿态管理、盾构施工数据管理和盾
构实时数据可扩展专用局域网络的计算机应用软件。对今后国产盾构的数据
采集系统具有一定的参考指导作用。
关键词：盾构姿态数据采集
1 引言
1990 年 1 月开工的*** 1 号线工程，引进了 7 台法国 FCB 公司制造的
 6.34m 土压平衡盾构（1 号～7 号盾构）进行隧道施工；*** 2 号线隧
道工程又引进了 2 台法国 FRAMATOME 公司制造的 6.34m 土压平衡盾构（8 号
和 9 号盾构）。目前这 9 台盾构正投入上海轨道交通明珠线二期工程的区间
隧道施工中。
由于上海轨道交通明珠线二期工程对盾构设备和隧道施工信息管理有新
的要求，因此，有必要对这 9 台盾构的数据采集系统中存在的一些功能缺陷
进行技术改造。
2 技术改造方案
2.1 存在的功能缺陷
2.1.1 盾构姿态实时检测功能
2 号～9 号盾构未配置盾构姿态检测装置。1 号盾构曾配置了英国 ZED 公
司的盾构激光姿态检测系统，在实际工程中也进行了技术消化和应用试验，
但未达到工程实用效果。
2.1.2 盾构掘进数据管理功能
1 号～9 号盾构数据采集系统的基本功能是实时显示盾构设备和掘进施工
的开关量和模拟量状态，盾构掘进数据管理功能较弱，仅能显示和打印环报
表（每 100mm 一组数据）。
2.1.3 数据采集硬件和软件环境
1 号～7 号盾构由继电器控制盾构，T100 数据采集器将现场模拟量和开关
量信号转换为数字信号，通过 RS232 通信口将现场信息送往计算机；8 号和 9
号盾构由 TSX57-20 系列 PLC 控制盾构，PLC 的通信口将采集的信息送往计算
机。1 号～9 号盾构数据采集系统软件为 DOS，应用软件采用 TACTICIAN T2001。
数据采集软件环境的配置方式给国内用户的软件维护工作带来了困难。
2.1.4 单机运行方式
数据采集的单机运行方式，地面管理者不能实时了解盾构施工情况，不
利于加强对隧道施工的动态管理。
2.2 技术改造内容
基于原盾构电气元器件硬件基础，根据实际需求适当调整数据采集硬件
配置，重新开发适合目前国内盾构施工管理需求的数据采集应用软件，重点
是开发盾构的姿态监测应用软件。
2.2.1 硬件配置
系统硬件配置见图 1。
1 号～7 号盾构用数据采集卡代替