CN110135047A - 通用管片选型纠偏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通用管片选型纠偏方法，包括步骤1：输入基本参数到管片选型系统并设定管片允许的最大通缝数量；步骤2：实时施工数据通过数据通讯接口发送到管片选型系统；步骤3：实时盾构姿态测量数据通过数据通讯接口发送到管片选型系统；步骤4：千斤顶行程值和盾尾间隙值是否小于设定值，若是，执行步骤5，若否，执行步骤6；步骤5：管片选型系统预测与当前环连续的下三环管片的最优选型，转至步骤7；步骤6：管片选型系统预测当前环管片的最优选型；步骤7：管片选型系统显示管片姿态纠偏曲线；步骤8：确认管片拼装组合方案。本发明操作方便，适用于通用管片选型，使管片姿态接近设计轴线，提高隧道施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及盾构法隧道施工领域，尤其涉及一种通用管片选型纠偏方法。
背景技术
随着我国经济高速发展，城市盾构法施工隧道越来越多，盾构法施工以其施工速度快、对周围环境影响小、地层适应性强、工程质量高等优点。通用管片作为一种较为先进的隧道衬砌形式，由于其能够较好地控制隧道掘进路线和管片成环质量，在盾构法隧道施工中被广泛应用。为了保证盾构法隧道的施工质量，必须要对隧道的轴线进行严格控制，通过管片的排版设计和纠偏是盾构隧道施工过程中，轴线控制的关键因素。目前国内的解决主要方式是采用人工计算，少量使用国外系统采取点位选取计算。通用管片环拼装点位较多，系统相对复杂，不恰当点位选取不仅无法满足管片对设计轴线拟合，而且会导致盾构跑偏、管片破碎等不良后果。在盾构施工过程中，盾构不可能完全拟合设计轴线，要给出恰当的纠偏曲线并选取合适的点位进行纠偏。
公开号为CN107100645A的中国专利申请公开了一种基于BIM技术的盾构隧道曲线区段管片预拼装选型设计方法，通过创建盾构隧道曲线区段管片圆环BIM模型，实现盾构隧道曲线区段管片布置的三维可视化设计。
公开号为CN106934159A的中国专利申请公开了一种盾构隧道管片拼装点位数字化选型拼装方法，该方法采集隧道设计参数，然后采用改造后的直角靠尺确定己成型管片与盾构机的相对位置，通过采集现场掘进参数导入数字化选型计算公式中，确定最佳管片拼装点位，最后在每块管片外环面粘贴缓膨胀型橡胶止水条，进行管片拼装作业。
公开号为CN106089242A的中国专利申请公开了一种盾构隧道管片普适性排版选型和实时拼装选型的方法，该方法通过获取衬砌环参数、隧道设计轴线信息、获取施工机械数据，结合当前己拼装衬砌环相对位置信息，计算出隧道管道拼装方式和限制封顶块的位置范围。
上述专利申请和国内目前采用的管片选型系统有以下几个方面不足，阻碍了他们在隧道施工中的推广应用：
1)计算管片姿态时，不考虑盾构机千斤顶伸长量和盾尾间隙的影响，导致系统精度不高。
2)对管片错缝拼装情况不适用，容易造成管片位移、错台。
3)通用性差，对管片姿态不具有纠偏指导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用管片选型纠偏方法，操作方便，适用于通用管片选型，使管片姿态接近设计轴线，提高隧道施工质量。
本发明是这样实现的：
一种通用管片选型纠偏方法，采用由管片选型系统、数据通讯接口、施工数据采集装置、盾构姿态测量装置和数据输入装置构成的管片选型纠偏系统；施工数据采集装置和盾构姿态测量装置的输出端通过数据通讯接口连接到管片选型系统的输入端，施工数据采集装置向管片选型系统发送实时施工数据，盾构姿态测量装置向管片选型系统发送实时盾构姿态测量数据；数据输入装置与管片选型系统连接，数据输入装置向管片选型系统发送轴线位置数据和初始参数；
该纠偏方法包括以下步骤：
步骤1：通过数据输入装置输入基本参数到管片选型系统，并设定管片允许的最大通缝数量N；
步骤2：施工数据采集装置测量实时施工数据，并通过数据通讯接口发送到管片选型系统；
步骤3：盾构姿态测量装置测量实时盾构姿态测量数据，并通过数据通讯接口发送到管片选型系统；
步骤4：管片选型系统判断千斤顶行程值和盾尾间隙值是否小于设定值，若是，则执行步骤5，若否，则执行步骤6；
步骤5：管片选型系统预测与当前环连续的下三环管片的最优选型，转至步骤7；
步骤6：管片选型系统预测当前环管片的最优选型；
步骤7：管片选型系统显示管片姿态纠偏曲线；
步骤8：确认管片拼装组合方案。
所述的基本参数包括盾构机长度d1、千斤顶数量n、管片宽度L、封顶块楔形量r、管片外径R、千斤顶端面到切口距离d2。
所述的实时施工数据包括管片与盾构之间的盾尾间隙值和千斤顶行程值；管片与盾构之间的盾尾间隙值包括左间隙值jx1、右间隙值jx2、上间隙值jx3和下间隙值jx4；千斤顶行程值包括左行程值xc1、右行程值xc2、上行程值xc3和下行程值xc4。
所述的盾构姿态包括切口坐标(qkx，qky，qkz)和盾尾坐标(dwx，dwy，dwz)。
所述的步骤5包括如下分步骤：
步骤5.1：计算连续下三环管片中满足通缝条件的所有封顶块位置并输出；
步骤5.2：计算当前环与下一环之间的2环通缝数T，并记录满足2环通缝设置的封顶块位置；
步骤5.3：计算当前环与下两环之间的3环通缝数，并记录满足3环通缝设置的封顶块位置；
步骤5.4：计算当前环与下三环之间的4环通缝数，并记录满足4环通缝设置的封顶块位置；
步骤5.5：计算所有封顶块位置对应的管片姿态与轴线位置(DTA)之间的距离。
所述的步骤5.2包括如下分步骤：
步骤5.2.1：设下一环管片为B，当前环管片为A，计算B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a，通缝角度的计算公式如下：通缝角度＝通缝距离/管片内半径；
步骤5.2.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b相减，通缝角度a-通缝角度b＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0的位置数量为通缝数T；
步骤5.2.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0时的通缝角度a和通缝角度b分别对应的封顶块位置。
所述的步骤5.3包括如下分步骤：
步骤5.3.1：设下两环管片为C，下一环管片为B，当前环管片为A，计算C环内所有封顶块位置对应的通缝角度c、B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a，通缝角度的计算公式如下：通缝角度＝通缝距离/管片内半径；
步骤5.3.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b和通缝角度c相减，通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0的位置数量为通缝数T；
步骤5.3.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0时的通缝角度a、通缝角度b和通缝角度c分别对应的封顶块位置。
所述的步骤5.4包括如下分步骤：
步骤5.4.1：设下三环管片为D，下两环管片为C，下一环管片为B，当前环管片为A，计算D环内所有封顶块位置对应的通缝角度d、C环内所有封顶块位置对应的通缝角度c、B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a；
步骤5.4.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b、通缝角度c和通缝角度d相减，通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0的位置数量为通缝数T；
步骤5.4.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0时的通缝角度a、通缝角度b、通缝角度c和通缝角度d分别对应的封顶块位置。
所述的步骤5.5包括如下分步骤：
步骤5.5.1：计算盾构机方位角YFW，计算公式如下：YFW＝atan((dwy-qky)/(dyx-qkx))；
步骤5.5.2：计算盾构机坡度PD1，计算公式如下：PD1＝asin((qkz-dwz)/d1)；
步骤5.5.3：计算千斤顶中心长度d3，计算公式如下：d3＝(xc1+xc2)/2；
步骤5.5.4：计算管片端面方位角FW，计算公式如下：WF＝YFW-pi/2-asin((xc1-xc2)/R)；
步骤5.5.5：计算管片端面坡度PD2，计算公式如下：PD2＝PD1+atan((xc4-xc3)/R)；
步骤5.5.6：计算推进面中心坐标(x，y，z)，计算公式如下：
i.当jx1＜jx2时：
x＝qkx+(d2+d3)*cos(YFW)+(cos(FW+pi))*((jx2-jx1)/2)；
y＝qky+(d2+d3)*sin(YFW)+(sin(FW+pi))*((jx2-jx1)/2)；
z＝qkz-PD1*(d2+d3)+(jx4-jx3)/2；
ii.当jx1＞jx2时：
x＝qkx+(d2+d3)*cos(YFW)+(cos(FW))*((jx1-jx2)/2)；
y＝qky+(d2+d3)*sin(YFW)+(sin(FW))*((jx1-jx2)/2)；
z＝qkz-PD1*(d2+d3)+(jx4-jx3)/2；
步骤5.5.7：计算所有记录的封顶块位置对应的楔形角beta，计算公式如下：beta＝千斤顶序号*360°/千斤顶个数；
步骤5.5.8：计算管片楔形角angle，计算公式如下angle＝atan(r/2R)；
步骤5.5.9：计算所有封顶块对应其管片的圆心坐标(xi，yi，zi)，计算公式如下：
xi＝L*cos(angle)；
yi＝L*sin(angle)*sin(beta)；
zi＝L*sin(angle)*cos(beta)；
步骤5.5.10：计算所有管片的实际圆心坐标(xx1，yy1，zz1)，计算公式如下：
xx1＝cos(FW)*cos(PD2)*xi-sin(FW)*yi+cos(FW)*sin(PD2)*zi+x；
yy1＝sin(FW)*cos(PD2)*xi+cos(FW)*yi+sin(FW)*sin(PD2)*zi+y；
zz1＝1*sin(PD2)*xi+cos(PD2)*zi+z；
步骤5.5.11：计算所有管片的实际圆心坐标(xx1，yy1，zz1)与轴线位置坐标之间的距离，并记录最小距离对应的封顶块的位置。
所述的步骤6包括如下分步骤：
步骤6.1：计算当前环管片中满足通缝设定的所有封顶块位置；
步骤6.2：计算所有封顶块位置对应的管片姿态与轴线位置之间的距离。
本发明通过实时采集的盾构推进施工数据、盾构姿态数据，通过数据通讯接口发送给服务器端，再结合盾构机相关参数，从而快速、准确计算出最优封顶块位置，通过封顶块拟合管片中心接近设计轴线方法，并指导管片拼装施工，同时具备了极低成本、高适应性、较高精度的特点。
附图说明
图1是本发明通用管片选型纠偏方法采用的系统原理图；
图2是本发明通用管片选型纠偏方法的流程图；
图3是本发明通用管片选型纠偏方法的纠偏示意图。
图中，1管片选型系统，2数据通讯接口，3施工数据采集装置，4盾构姿态测量装置，5数据输入装置，6设计轴线，7最优封顶块位置，8管片姿态曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1，一种通用管片选型纠偏系统，包括管片选型系统1、数据通讯接口2、施工数据采集装置3、盾构姿态测量装置4和数据输入装置5；施工数据采集装置3和盾构姿态测量装置4的输出端通过数据通讯接口2连接到管片选型系统1的输入端，施工数据采集装置3向管片选型系统1发送实时施工数据，盾构姿态测量装置4向管片选型系统1发送实时盾构姿态测量数据；数据输入装置5与管片选型系统1连接，数据输入装置5向管片选型系统1发送轴线位置数据和初始参数。
所述的初始参数包括输入盾构机长度、千斤顶数量、管片外径、管片楔形量、最大通缝数量等。
所述的实时施工数据包括千斤顶伸长量和盾尾间隙。
所述的实时盾构姿态测量数据包括盾构机方位角、盾构机坡度、千斤顶中心长度、管片端面方位角、管片端面坡度、推进面中心坐标等。
请参见附图2，一种通用管片选型纠偏方法，采用上述通用管片选型纠偏系统。该纠偏方法包括以下步骤：
步骤1：通过数据输入装置5输入基本参数到管片选型系统1；基本参数包括盾构机长度d1、千斤顶数量n、管片宽度L、封顶块楔形量r、管片外径R、千斤顶端面到切口距离d2，并设定管片允许的最大通缝数量N。
步骤2：施工数据采集装置3测量管片与盾构之间的盾尾间隙值和盾构机千斤顶行程值，并通过数据通讯接口2发送到管片选型系统1。所述的盾尾间隙值包括左间隙值jx1、右间隙值jx2、上间隙值jx3和下间隙值jx4；千斤顶行程值包括左行程值xc1、右行程值xc2、上行程值xc3和下行程值xc4。
步骤3：盾构姿态测量装置4测量实时盾构姿态测量数据，并通过数据通讯接口2发送到管片选型系统1。所述的盾构姿态包括切口坐标(qkx，qky，qkz)和盾尾坐标(dwx，dwy，dwz)。
步骤4：管片选型系统1判断千斤顶行程值和盾尾间隙值是否满足条件，该条件为千斤顶行程值和盾尾间隙值小于设定值，例如：小盾构千斤顶行程设定值为1500mm、盾尾间隙为40mm，大盾构为2600mm、盾尾间隙为90mm
，若是，则执行步骤5，若否，则执行步骤6。
步骤5：管片选型系统1预测与当前环连续的下三环管片的最优选型，转至步骤7。
步骤5.1：计算连续下三环管片中满足通缝条件的所有封顶块位置并输出，通缝条件为：该环管片与前一环管片的通缝数、该环管片与前一、二环的通缝数、该环管片与前一、二、三环的通缝数，这三种通缝数分别满足用户设定的最大通缝数量。
步骤5.2：计算当前环与下一环之间的2环通缝数T，并记录满足2环通缝设置的封顶块位置。
步骤5.2.1：设下一环管片为B，当前环管片为A，计算B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a，通缝角度的计算公式如下：通缝角度＝通缝距离/管片内半径。
步骤5.2.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b相减，通缝角度a-通缝角度b＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0的位置数量为通缝数T。
步骤5.2.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0时的通缝角度a和通缝角度b分别对应的封顶块位置。
步骤5.3：计算当前环与下两环之间的3环通缝数，并记录满足3环通缝设置的封顶块位置。
步骤5.3.1：设下两环管片为C，下一环管片为B，当前环管片为A，计算C环内所有封顶块位置对应的通缝角度c、B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a，通缝角度的计算公式如下：通缝角度＝通缝距离/管片内半径。
步骤5.3.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b和通缝角度c相减，通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0的位置数量为通缝数T。
步骤5.3.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0时的通缝角度a、通缝角度b和通缝角度c分别对应的封顶块位置。
步骤5.4：计算当前环与下三环之间的4环通缝数，并记录满足4环通缝设置的封顶块位置。
步骤5.4.1：设下三环管片为D，下两环管片为C，下一环管片为B，当前环管片为A，计算D环内所有封顶块位置对应的通缝角度d、C环内所有封顶块位置对应的通缝角度c、B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a。
步骤5.4.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b、通缝角度c和通缝角度d相减，通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0的位置数量为通缝数T。
步骤5.4.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0时的通缝角度a、通缝角度b、通缝角度c和通缝角度d分别对应的封顶块位置。
步骤5.5：计算所有封顶块位置对应的管片姿态与轴线位置(DTA)之间的距离。
步骤5.5.1：计算盾构机方位角YFW，计算公式如下：YFW＝atan((dwy-qky)/(dyx-qkx))。
步骤5.5.2：计算盾构机坡度PD1，计算公式如下：PD1＝asin((qkz-dwz)/d1)。
步骤5.5.3：计算千斤顶中心长度d3，计算公式如下：d3＝(xc1+xc2)/2。
步骤5.5.4：计算管片端面方位角FW，计算公式如下：WF＝YFW-pi/2-asin((xc1-xc2)/R)。
步骤5.5.5：计算管片端面坡度PD2，计算公式如下：PD2＝PD1+atan((xc4-xc3)/R)。
步骤5.5.6：计算推进面中心坐标(x，y，z)，计算公式如下：
i.当jx1＜jx2时：
x＝qkx+(d2+d3)*cos(YFW)+(cos(FW+pi))*((jx2-jx1)/2)；
y＝qky+(d2+d3)*sin(YFW)+(sin(FW+pi))*((jx2-jx1)/2)；
z＝qkz-PD1*(d2+d3)+(jx4-jx3)/2。
ii.当jx1＞jx2时：
x＝qkx+(d2+d3)*cos(YFW)+(cos(FW))*((jx1-jx2)/2)；
y＝qky+(d2+d3)*sin(YFW)+(sin(FW))*((jx1-jx2)/2)；
z＝qkz-PD1*(d2+d3)+(jx4-jx3)/2。
步骤5.5.7：计算所有记录的封顶块位置对应的楔形角beta，计算公式如下：beta＝千斤顶序号*360°/千斤顶个数。
步骤5.5.8：计算管片楔形角angle，计算公式如下angle＝atan(r/2R)。
步骤5.5.9：计算所有封顶块对应其管片的圆心坐标(xi，yi，zi)，计算公式如下：
xi＝L*cos(angle)；
yi＝L*sin(angle)*sin(beta)；
zi＝L*sin(angle)*cos(beta)。
步骤5.5.10：计算所有管片的实际圆心坐标(xx1，yy1，zz1)，计算公式如下：
xx1＝cos(FW)*cos(PD2)*xi-sin(FW)*yi+cos(FW)*sin(PD2)*zi+x；
yy1＝sin(FW)*cos(PD2)*xi+cos(FW)*yi+sin(FW)*sin(PD2)*zi+y；
zz1＝1*sin(PD2)*xi+cos(PD2)*zi+z。
步骤5.5.11：计算所有管片的实际圆心坐标(xx1，yy1，zz1)与轴线位置坐标之间的距离，并记录最小距离对应的封顶块的位置。
步骤6：管片选型系统1预测当前环管片的最优选型。
步骤6.1：计算当前环管片中满足通缝设定的所有封顶块位置。
步骤6.2：计算所有封顶块位置对应的管片姿态与轴线位置(DTA)之间的距离。
步骤6.2.1：计算盾构机方位角YFW，计算公式如下：YFW＝atan((dwy-qky)/(dyx-qkx))。
步骤6.2.2：计算盾构机坡度PD1，计算公式如下：PD1＝asin((qkz-dwz)/d1)。
步骤6.2.3：计算千斤顶中心长度d3，计算公式如下：d3＝(xc1+xc2)/2。
步骤6.2.4：计算管片端面方位角FW，计算公式如下：WF＝YFW-pi/2-asin((xc1-xc2)/R)。
步骤6.2.5：计算管片端面坡度PD2，计算公式如下：PD2＝PD1+atan((xc4-xc3)/R)。
步骤6.2.6：计算推进面中心坐标(x，y，z)，计算公式如下：
i.当jx1＜jx2时：
x＝qkx+(d2+d3)*cos(YFW)+(cos(FW+pi))*((jx2-jx1)/2)；
y＝qky+(d2+d3)*sin(YFW)+(sin(FW+pi))*((jx2-jx1)/2)；
z＝qkz-PD1*(d2+d3)+(jx4-jx3)/2。
ii.当jx1＞jx2时：
x＝qkx+(d2+d3)*cos(YFW)+(cos(FW))*((jx1-jx2)/2)；
y＝qky+(d2+d3)*sin(YFW)+(sin(FW))*((jx1-jx2)/2)；
z＝qkz-PD1*(d2+d3)+(jx4-jx3)/2。
步骤6.2.7：计算所有记录的封顶块位置对应的楔形角beta，计算公式如下：beta＝千斤顶序号*360°/千斤顶个数。
步骤6.2.8：计算管片楔形角angle，计算公式如下angle＝atan(r/2R)。
步骤6.2.9：计算所有封顶块对应其管片的圆心坐标(xi，yi，zi)，计算公式如下：
xi＝L*cos(angle)；
yi＝L*sin(angle)*sin(beta)；
zi＝L*sin(angle)*cos(beta)。
步骤6.2.10：计算所有管片的实际圆心坐标(xx1，yy1，zz1)，计算公式如下：
xx1＝cos(FW)*cos(PD2)*xi-sin(FW)*yi+cos(FW)*sin(PD2)*zi+x；
yy1＝sin(FW)*cos(PD2)*xi+cos(FW)*yi+sin(FW)*sin(PD2)*zi+y；
zz1＝1*sin(PD2)*xi+cos(PD2)*zi+z。
步骤6.2.11：计算所有管片的实际圆心坐标(xx1，yy1，zz1)与轴线位置坐标之间的距离，并记录最小距离对应的封顶块的位置。
步骤7：管片选型系统1显示管片姿态纠偏曲线。
步骤8：确认管片拼装组合方案。
请参见附图3，第611环可根据管片选型系统1计算的前面的607～610环的数据，以及设定的通缝条件，计算出来最优封顶块位置7为“2号”，并结合管片姿态曲线，使得管片姿态曲线8逐渐接近设计轴线6，以此为依据可计算出第612、613环封顶块位置。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通用管片选型纠偏方法，其特征是：采用由管片选型系统(1)、数据通讯接口(2)、施工数据采集装置(3)、盾构姿态测量装置(4)和数据输入装置(5)构成的管片选型纠偏系统；施工数据采集装置(3)和盾构姿态测量装置(4)的输出端通过数据通讯接口(2)连接到管片选型系统(1)的输入端，施工数据采集装置(3)向管片选型系统(1)发送实时施工数据，盾构姿态测量装置(4)向管片选型系统(1)发送实时盾构姿态测量数据；数据输入装置(5)与管片选型系统(1)连接，数据输入装置(5)向管片选型系统(1)发送轴线位置数据和初始参数；
该纠偏方法包括以下步骤：
步骤1：通过数据输入装置(5)输入基本参数到管片选型系统(1)，并设定管片允许的最大通缝数量N；
步骤2：施工数据采集装置(3)测量实时施工数据，并通过数据通讯接口(2)发送到管片选型系统(1)；
步骤3：盾构姿态测量装置(4)测量实时盾构姿态测量数据，并通过数据通讯接口(2)发送到管片选型系统(1)；
步骤4：管片选型系统(1)判断千斤顶行程值和盾尾间隙值是否小于设定值，若是，则执行步骤5，若否，则执行步骤6；
步骤5：管片选型系统(1)预测与当前环连续的下三环管片的最优选型，转至步骤7；
步骤6：管片选型系统(1)预测当前环管片的最优选型；
步骤7：管片选型系统(1)显示管片姿态纠偏曲线；
步骤8：确认管片拼装组合方案。
2.根据权利要求1所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的基本参数包括盾构机长度d1、千斤顶数量n、管片宽度L、封顶块楔形量r、管片外径R、千斤顶端面到切口距离d2。
3.根据权利要求2所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的实时施工数据包括管片与盾构之间的盾尾间隙值和千斤顶行程值；管片与盾构之间的盾尾间隙值包括左间隙值jx1、右间隙值jx2、上间隙值jx3和下间隙值jx4；千斤顶行程值包括左行程值xc1、右行程值xc2、上行程值xc3和下行程值xc4。
4.根据权利要求2所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的盾构姿态包括切口坐标(qkx，qky，qkz)和盾尾坐标(dwx，dwy，dwz)。
5.根据权利要求2所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的步骤5包括如下分步骤：
步骤5.1：计算连续下三环管片中满足通缝条件的所有封顶块位置并输出；
步骤5.2：计算当前环与下一环之间的2环通缝数T，并记录满足2环通缝设置的封顶块位置；
步骤5.3：计算当前环与下两环之间的3环通缝数，并记录满足3环通缝设置的封顶块位置；
步骤5.4：计算当前环与下三环之间的4环通缝数，并记录满足4环通缝设置的封顶块位置；
步骤5.5：计算所有封顶块位置对应的管片姿态与轴线位置(DTA)之间的距离。
6.根据权利要求5所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的步骤5.2包括如下分步骤：
步骤5.2.1：设下一环管片为B，当前环管片为A，计算B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a，通缝角度的计算公式如下：通缝角度＝通缝距离/管片内半径；
步骤5.2.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b相减，通缝角度a-通缝角度b＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0的位置数量为通缝数T；
步骤5.2.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0时的通缝角度a和通缝角度b分别对应的封顶块位置。
7.根据权利要求5所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的步骤5.3包括如下分步骤：
步骤5.3.1：设下两环管片为C，下一环管片为B，当前环管片为A，计算C环内所有封顶块位置对应的通缝角度c、B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a，通缝角度的计算公式如下：通缝角度＝通缝距离/管片内半径；
步骤5.3.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b和通缝角度c相减，通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0的位置数量为通缝数T；
步骤5.3.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0时的通缝角度a、通缝角度b和通缝角度c分别对应的封顶块位置。
8.根据权利要求5所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的步骤5.4包括如下分步骤：
步骤5.4.1：设下三环管片为D，下两环管片为C，下一环管片为B，当前环管片为A，计算D环内所有封顶块位置对应的通缝角度d、C环内所有封顶块位置对应的通缝角度c、B环内所有封顶块位置对应的通缝角度b和A环内所有封顶块位置对应的通缝角度a；
步骤5.4.2：将每一个通缝角度a分别与每一个通缝角度b、通缝角度c和通缝角度d相减，通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0时对应的封顶块位置为通缝位置，即通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0的位置数量为通缝数T；
步骤5.4.3：当通缝数T不超过设定最大通缝数量N时，记录通缝角度a-通缝角度b＝0且通缝角度a-通缝角度c＝0且通缝角度a-通缝角度d＝0时的通缝角度a、通缝角度b、通缝角度c和通缝角度d分别对应的封顶块位置。
9.根据权利要求5所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的步骤5.5包括如下分步骤：
步骤5.5.1：计算盾构机方位角YFW，计算公式如下：YFW＝atan((dwy-qky)/(dyx-qkx))；
步骤5.5.2：计算盾构机坡度PD1，计算公式如下：PD1＝asin((qkz-dwz)/d1)；
步骤5.5.3：计算千斤顶中心长度d3，计算公式如下：d3＝(xc1+xc2)/2；
步骤5.5.4：计算管片端面方位角FW，计算公式如下：WF＝YFW-pi/2-asin((xc1-xc2)/R)；
步骤5.5.5：计算管片端面坡度PD2，计算公式如下：PD2＝PD1+atan((xc4-xc3)/R)；
步骤5.5.6：计算推进面中心坐标(x，y，z)，计算公式如下：
i.当jx1＜jx2时：
x＝qkx+(d2+d3)*cos(YFW)+(cos(FW+pi))*((jx2-jx1)/2)；
y＝qky+(d2+d3)*sin(YFW)+(sin(FW+pi))*((jx2-jx1)/2)；
z＝qkz-PD1*(d2+d3)+(jx4-jx3)/2；
ii.当jx1＞jx2时：
x＝qkx+(d2+d3)*cos(YFW)+(cos(FW))*((jx1-jx2)/2)；
y＝qky+(d2+d3)*sin(YFW)+(sin(FW))*((jx1-jx2)/2)；
z＝qkz-PD1*(d2+d3)+(jx4-jx3)/2；
步骤5.5.7：计算所有记录的封顶块位置对应的楔形角beta，计算公式如下：beta＝千斤顶序号*360°/千斤顶个数；
步骤5.5.8：计算管片楔形角angle，计算公式如下angle＝atan(r/2R)；
步骤5.5.9：计算所有封顶块对应其管片的圆心坐标(xi，yi，zi)，计算公式如下：
xi＝L*cos(angle)；
yi＝L*sin(angle)*sin(beta)；
zi＝L*sin(angle)*cos(beta)；
步骤5.5.10：计算所有管片的实际圆心坐标(xx1，yy1，zz1)，计算公式如下：
xx1＝cos(FW)*cos(PD2)*xi-sin(FW)*yi+cos(FW)*sin(PD2)*zi+x；
yy1＝sin(FW)*cos(PD2)*xi+cos(FW)*yi+sin(FW)*sin(PD2)*zi+y；
zz1＝1*sin(PD2)*xi+cos(PD2)*zi+z；
步骤5.5.11：计算所有管片的实际圆心坐标(xx1，yy1，zz1)与轴线位置坐标之间的距离，并记录最小距离对应的封顶块的位置。
10.根据权利要求1所述的通用管片选型纠偏方法，其特征是：所述的步骤6包括如下分步骤：
步骤6.1：计算当前环管片中满足通缝设定的所有封顶块位置；
步骤6.2：计算所有封顶块位置对应的管片姿态与轴线位置之间的距离。
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