圖1 德州奧斯汀WTP4項目正在挖掘的2條隧道其中之一
該項目承包施工經理是MWH建築公司的。根據與(yu) MWH簽訂的一個(ge) 子合同，大林公司正暗挖2條岩石隧道和豎井，在Travis湖建造進水口構築物，或者鋪設2.1m直徑鋼管，或者隧道內(nei) 用最後襯砌噴射。
暗挖在2011年5月份開始，大林公司項目工程師SatoshiAkai說，第一條隧道按期進行在2012年3月份完工，那時開始安裝管道。
水處理廠隧道洞口到垂直井的路段平均大約深30.5m（抵達隧道拱腹麵）。隧道呈馬蹄形橫截麵，尺寸高3.3m，寬2.7m，長1180m。第2條隧道深152.4m，從(cong) 129.5m深的出入井，延伸1337m到Travish湖進水口。那條隧道尺寸寬3.3m，高3.3m。
石灰石其實頗軟，Akai說，它不需要鑽掘和噴射，大林暗挖隧道使用的是AQM100鑿岩機（Antraquip公司產(chan) 品）。
提高生產(chan) 率
圖2 鑿岩機臂裝有2個(ge) 傳(chuan) 感器，可以傳(chuan) 送其位置信息去操作室
Akai說，鑿岩機上裝上了PowerDigger導向係統（Leica公司的Geosystem），其暗挖生產(chan) 率如果與(yu) 常規方法相比明顯增加。
鑿岩機位於(yu) 裝配式生產(chan) 過程中的前端。在鑿岩機後麵是門架和進入門架下方的軌道小車。當鑿岩機離開門架將棄土倒入輸送機，隨後載入軌道小車。門架和軌道小車需要軌道方可行駛在其上，Leica Geosystems 的地區銷售經理David Rowlett這樣說。
使用常規方法時，挖掘出的棄土將從(cong) 工作麵跌入隧道底部並在鑿岩機前麵堆積。因此，操作員看不到底部工作麵，有時底部不平整，Akai說。那時地麵凹凸不平，有地方高出後低下，然後再升高。這樣會(hui) 讓隧道出土的軌道係統造成問題，大林公司的隊員們(men) 需要在低處放置填隙片，托起軌道，甚至有時軌道小車會(hui) 出軌。所有這些都會(hui) 遏製隧道掘進生產(chan) 率。
圖3 奧斯汀的風景線
Rowlett說，“因此我們(men) 的PowerDigger 讓大林公司均勻地切挖隧道底部。這是‘隻指示’的係統。他們(men) 可以清楚看到儀(yi) 表屏，正在切挖到很低的地方，這樣的話可以建立一個(ge) 美好的平地。用了以前的係統，它們(men) 必須停止生產(chan) 並更為(wei) 經常地檢查底部。PowerDigger 可允許他們(men) 一直暗挖並隨時檢查其底部標高。”
Rowlett和Akai認為(wei) 這是世界上第一次使用Leica Geosystem 的PowerDigger在進行隧道掘進的鑿岩機上。實際上PoweDigger是為(wei) 挖掘機而設計的。
傳(chuan) 感器完成其任務
當應用到挖掘機時，PowerDigger具備著一係列搖擺式傳(chuan) 感器，從(cong) 而可以讀出它們(men) 相對於(yu) 固定線的角度。Rowellet說，“它們(men) 有一定程度的移動。我們(men) 校核它們(men) 並可以覺察到在任何一定時間時，它們(men) 所處的角度。而軟件將角度信息和挖掘機的部件幾何形狀轉換成數字和圖形顯示。”
Rowlett說，“通常用挖掘機時，可以有一個(ge) 主扒杆、棍子和挖鬥。那3樣東(dong) 西，如果知道了其長度和其與(yu) 地平線的夾角，那麽(me) 軟件可以做數學演算，並計算出挖鬥與(yu) 其已知數量的關(guan) 係。”
Rowlett說，如果是鑿岩機，Leica小組成員消除其中一個(ge) 傳(chuan) 感器，並裝配一個(ge) 通常要裝到挖掘機挖鬥地方的傳(chuan) 感器。
他說，“我們(men) 正巧適應PowerDigger的使用。我們(men) 給Satoshi Akai 加分。他在店內(nei) 看見一個(ge) 型號，並認為(wei) ，這或許會(hui) 幫助我們(men) 。Satoshi打量我們(men) ，而且我們(men) 那時與(yu) 零售商Geomatic Resources公司的Cody Lowery一起工作，製造一個(ge) 紙板製的模型。我們(men) 測試它並計算出2個(ge) 傳(chuan) 感器的位置。一旦算出了之後，僅(jin) 費了大約2h來安裝傳(chuan) 感器到鑿岩機上。”
做這樣的安裝，Geomatic Resources公司附接了2個(ge) 傳(chuan) 感器，並排在一起放在鑿岩機扒杆上，也就是離切割刃後方大約1.2m處。Rowlett說，“我們(men) 正巧焊接其支架到已經在機上的一塊鋼板上。”
圖4 WTP4項目原水隧道和豎井走線，包括其在Travis湖的進水口
圖5 項目承包商大林公司正在使用Antraquip的鑿岩機，佩戴有傳(chuan) 感器來監測其正在挖掘隧道時自己的位置
為(wei) 了抵消鑿岩機，大林使用管式激光器附接在隧道拱腹麵。激光器發射出光束直下隧道。
Rowlett說，“管式激光器設計成撥號盤，隻要撥動一個(ge) 級別號。因此當有一個(ge) 負數坡度1%，就可以撥號進入激光器，這就是他們(men) 所能夠做到的。”
Rowllet說，“他們(men) 提升鑿岩機扒杆是指激光器恰恰僅(jin) 接觸到扒杆頂部。然後他們(men) 按下‘零’。這樣的話，他們(men) 知道他們(men) 想在底部取得2.6m的偏置量。因此，他們(men) 移動機器朝前，並按下‘零’按鈕，一直到正確的標高值為(wei) 止，然後向前推進提升，當遇到激光束，按下‘零’再重複這個(ge) 過程。”
Rowlett說，“鑿岩機扒杆在其左拐時，有傾(qing) 向脫離切割。”
他說，“切割鼓旋轉在從(cong) 右轉向左時朝下推進。操作員解釋給我聽，PowerDigger非常有幫助，因為(wei) 顯示屏高度的顯示非常有圖形作用，可覺察到‘脫離’現象。他說這個(ge) 巧妙在於(yu) ，他可以比以前更好的補償(chang) ，有了這些數字在屏幕上，他能夠看見它，並補償(chang) 這樣的脫離。”
Akai說他對PowerDigger係統滿意。首先他說，“他擔心鑿岩機扒杆振動會(hui) 影響導向係統的精確性，但是這沒有發生。”Akai說，“我們(men) 的精確性沒有問題。”
Akai說，“我們(men) 自從(cong) 用了Leica係統之後，沒有那麽(me) 多問題。我們(men) 可指望它。在切割方麵，我們(men) 的鑿岩機沒有問題。可是，我們(men) 如果沒有平滑的出土操作，就不能保持整個(ge) 操作。Leica PowerDigger允許我們(men) 切割正確的底部標高和保持平滑地出渣土。”