本发明属于盾构管片安装，具体涉及一种基于bim技术的管片拼装方法。
背景技术：
1、在盾构隧道施工过程中，盾尾间隙、千斤顶行程差是控制盾构机姿态的重要参考指标。盾尾间隙即盾尾内径与衬砌外径之间的施工间隙，间接反映了已拼管片与盾尾钢环在微小空间内的相对位置关系。千斤顶行程差，即盾构机各推进千斤顶行程长度的差值，直接反应管片与盾尾壳体之间的夹角，体现了管片与盾构机之间的空间关系。现阶段盾构隧道工程大部分采用通用环管片，即管片具有因宽度差而形成的楔形量，使得在隧道工程的管片排版过程中，可通过k块(管片宽度最短处)的点位选择，实现姿态纠偏、行程差优化以及掘进曲线拟合；
2、因此盾尾间隙、千斤顶行程差是管片拼装过程中k块点位选择的重要依据，影响着后续隧道的施工质量。确定管片与盾构机机体相对位置的传统方法是先由现场人员使用刻度尺或卷尺等工具，手工测量已拼管片的端面盾尾间隙，并根据已拼管片k块位置及管片楔形量得知已拼管片的管环中心线角度，随后通过空间解算，得出已拼管片与盾尾钢环的相对位置关系，但是此解算方法计算复杂，且每次解算仅能得出已拼管片与盾尾钢环在轴向的某一平面的相对位置关系，无法直观地在三维层面了解管片整体与盾尾钢环的相对空间关系，也会影响后续管片拼装的点位选择。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于bim技术的管片拼装方法，能够切实地解决现有技术对于仅能得出已拼管片与盾尾钢环在轴向的某一平面的相对位置关系，无法直观地在三维层面了解管片整体与盾尾钢环的相对空间关系，影响后续管片拼装的点位选择的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
3、一种基于bim技术的管片拼装方法，其包括以下步骤：
4、步骤1：根据隧道设计曲线对管片的轴线的曲线段进行设计和计算，得出当前管片的偏差量，即预纠偏量；
5、步骤2：根据预纠偏量计算出曲线段的盾构机姿态相较于单环管片的设计轴线的实际合理偏差量，即盾构机姿态范围；
6、步骤3：根据盾构机姿态范围，推导出当前盾构机掘进前后的千斤顶行程差；
7、步骤4：在施工阶段，根据推导出的千斤顶行程差进行掘进，并根据实际的盾构机姿态和实际掘进前后的千斤顶行程差，预设合理的目标盾尾间隙值；
8、步骤5：根据预设合理的目标盾尾间隙值，得出相应需拼装的管片的k块预拼装点位，并在bim模型中进行试拼装；
9、步骤6：根据bim模型中呈现的盾构机实际姿态、管片实际姿态以及实际盾尾间隙，对试拼装的管片进行修正以贴合隧道设计曲线；
10、步骤7：根据修正后的管片模拟姿态，建立三维模型和二维剖面图，呈现盾尾间隙，并根据k块安装推荐点位，指导后续管片拼装；步骤8：重复上述步骤1-步骤7，直至所有的管片全部拼装完毕。
11、作为本发明的优选方案，在步骤4和步骤5之间，使用成型隧道测量装置，对已拼管片的盾尾间隙进行实时测量、采集，并且根据单环管片的设计图、盾构机的机械设计图分别建立单环管片三维模型和盾构机三维模型；同时，根据既有已拼管片的姿态、点位，通过bim快速建模，形成多环已拼管片的串联模型，立体呈现已拼管片实时姿态以及管片与盾构机三维位置关系。
12、作为本发明的优选方案，所述单环管片均为通用型管片，所述单环管片包括一块封顶块、两块相邻块和四块标准块，并按照所述标准块—所述相邻块—所述封顶块的拼接顺序依次拼接成环。
13、作为本发明的优选方案，所述单环管片的三维模型为斜空心圆柱体，所述单环管片沿轴向的宽度从l-x逐渐变化至l+x，其中，宽度为l-x的位置位于所述封顶块中心位置，宽度为l+x的位置位于与所述封顶块中心对面位置处。
14、作为本发明的优选方案，在所述单环管片的外侧壁沿圆周等角度确定19个点位，各点位分别对应设置一处纵向螺栓孔，则相邻两个纵向螺栓孔之间对应的圆心角为360°/19；沿拼装线路，通过螺栓将前后两个所述单环管片的各点位对应的螺栓孔连接，以完成前后两个所述单环管片的对接。
15、作为本发明的优选方案，在串联过程中，将前后对接的所述单环管片的封顶块对应的点位对接，则得到转弯曲率最大线路；将前后对接的所述单环管片的宽度为l-x的位置与宽度为l+x的位置处点位对接，则得到曲率为零的直线线路。
16、作为本发明的优选方案，实际盾构机姿态为盾构机中轴线的前中后三点与隧道设计中心线的偏移量，分为垂直、水平两个方向，且偏移量不大于50mm。
17、作为本发明的优选方案，已拼管片实时姿态为盾构掘进过程已拼管片相对于隧道设计中心线以及盾构机的位置的偏差量，且偏差量不大于50mm。
18、实施本发明提供的一种基于bim技术的管片拼装方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
19、采用本发明的一种基于bim技术的管片拼装方法，通过bim模型结合盾尾间隙、千斤顶行程实时监测的方法，在隧道设计曲线、盾构机姿态和预设的目标盾尾间隙值的基础上，通过bim快速建模形成已拼管片模型，随后根据盾构机实时姿态及盾尾间隙大小模拟下一环管片姿态，具象化为下一环管片拼装点位选择提供依据，保证数据的实时性，同时对后续施工具有较大的指导意义。
1.一种基于bim技术的管片拼装方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的管片拼装方法，其特征在于，在步骤4和步骤5之间，使用成型隧道测量装置，对已拼管片的盾尾间隙进行实时测量、采集，并且根据单环管片的设计图、盾构机的机械设计图分别建立单环管片三维模型和盾构机三维模型；同时，根据既有已拼管片的姿态、点位，通过bim快速建模，形成多环已拼管片的串联模型，立体呈现已拼管片实时姿态以及管片与盾构机三维位置关系。
3.根据权利要求2所述的一种基于bim技术的管片拼装方法，其特征在于，所述单环管片均为通用型管片，所述单环管片包括一块封顶块、两块相邻块和四块标准块，并按照所述标准块—所述相邻块—所述封顶块的拼接顺序依次拼接成环。
4.根据权利要求2所述的一种基于bim技术的管片拼装方法，其特征在于，所述单环管片的三维模型为斜空心圆柱体，所述单环管片沿轴向的宽度从l-x逐渐变化至l+x，其中，宽度为l-x的位置位于所述封顶块中心位置，宽度为l+x的位置位于与所述封顶块中心对面位置处。
5.根据权利要求2所述的一种基于bim技术的管片拼装方法，其特征在于，在所述单环管片的外侧壁沿圆周等角度确定19个点位，各点位分别对应设置一处纵向螺栓孔，则相邻两个纵向螺栓孔之间对应的圆心角为360°/19；沿拼装线路，通过螺栓将前后两个所述单环管片的各点位对应的螺栓孔连接，以完成前后两个所述单环管片的对接。
6.根据权利要求5所述的一种基于bim技术的管片拼装方法，其特征在于，在串联过程中，将前后对接的所述单环管片的封顶块对应的点位对接，则得到转弯曲率最大线路；将前后对接的所述单环管片的宽度为l-x的位置与宽度为l+x的位置处点位对接，则得到曲率为零的直线线路。
7.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的管片拼装方法，其特征在于，实际盾构机姿态为盾构机中轴线的前中后三点与隧道设计中心线的偏移量，分为垂直、水平两个方向，且偏移量不大于50mm。
8.根据权利要求2所述的一种基于bim技术的管片拼装方法，其特征在于，已拼管片实时姿态为盾构掘进过程已拼管片相对于隧道设计中心线以及盾构机的位置的偏差量，且偏差量不大于50mm。