CN108643937B - 水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法 - Google Patents

水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法，该方法包括：获取隧道施工过程中的异常施工区域以及施工异常量；对异常施工区域进行加固操作；判断加固操作的加固效果是否符合预设加固条件；在加固效果符合预设加固条件的情况下，基于施工异常量对异常施工区域进行抬升操作；判断抬升操作的抬升效果是否符合预设抬升条件，在抬升效果符合预设抬升条件的情况下，完成对隧道周围的施工环境的恢复。通过根据与异常施工区域对应的异常量进行针对性的施工恢复操作，从而降低恢复操作的工作量，保证了隧道施工的安全性，使得对异常施工区域的恢复操作更加有效，同时减小了恢复过程中的扰动作用，进一步保证了施工的安全性，提高了工作效率。

Description

水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法。
背景技术
随着工程技术的不断发展，对于自然的改造能力的不断提高，人们对于地下施工的能力也在不断提高，进一步地，随着城市化进程的不断发展，城市内地下施工的需求也越来越大，施工项目也越来越多。
隧道开挖施工中伴随着地层应力状态的改变和调整，相应地引起地层和地表位移与变形。地层变形向外传递是一个逐渐发展的过程，通过向隧道上方、下方及侧方的传递，对地表建筑物产生影响，尤其在城市中，几乎所有隧道施工都将不可避免地影响到地表建筑物。建筑物发生沉降尤其是不均匀沉降的机制和过程是十分复杂的，通常，在地基土体原有的稳定状态遭到破坏时，建筑物就会产生变形甚至破坏。
在现有技术中，为防止隧道施工过程中由于地层应力状态的改变而导致地表建筑物的破坏，采用对施工过程进行监控的方法，监控在施工过程中的各项施工参数值是否符合施工要求，以确保施工过程以及地表建筑物的安全性。
然而在实际施工过程中，由于客观条件的限制或某些突发事件，很可能会在某个阶段出现沉降超过这个阶段的控制值的情况，在这种情况下，如果不尽快采取有效措施，就会对以后的每一步的沉降控制产生影响，从而可能使得总体的控制目标无法实现，而导致施工事故或造成建筑物存在潜在安全危险的情况，因此在这种情况下，就必须考虑采取一些恢复措施，使沉降恢复到控制值之内，从而实现总体控制目标，保证建筑物的安全使用。
发明内容
为了克服现有技术中隧道施工过程中因客观条件的限制或某些突发情况而导致施工过程超出控制范围的技术问题，本发明实施例提供一种水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法，通过根据当前施工过程中的异常施工区域，获取在每个异常施工区域中的异常量，然后针对每个异常施工区域的异常量进行对应的施工恢复操作，从而在降低施工过程恢复的工作量的情况下，及时对每个异常施工区域进行恢复操作，保证了隧道施工的安全性，同时根据不同的异常施工区域以及不同的异常量采用了差异化恢复操作，因此还使得对该异常施工区域的恢复操作更加有效，且不会影响到周围的施工区域，进一步保证了施工的安全性，提高了工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法，所述预防恢复方法包括：获取隧道施工过程中的异常施工区域以及施工异常量；对所述异常施工区域进行加固操作；判断所述加固操作的加固效果是否符合预设加固条件；在所述加固效果符合预设加固条件的情况下，基于所述施工异常量对所述异常施工区域进行抬升操作；判断所述抬升操作的抬升效果是否符合预设抬升条件，在所述抬升效果符合预设抬升条件的情况下，完成对所述隧道周围的施工环境的恢复。
优选地，所述获取隧道施工过程中的异常施工区域以及施工异常量，包括：获取所述隧道施工的监控信息；基于所述监控信息获得在所述隧道施工过程中的至少一个异常施工区域，以及所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域对应的施工异常量。
优选地，所述对所述异常施工区域进行加固操作，包括：在所述异常施工区域的地面插入注浆管；通过所述注浆管向地层注入加固注浆材料，以形成固结体。
优选地，所述判断所述加固操作的加固效果是否符合预设加固条件，包括：在所述加固操作后等待第一预设时间长度；判断所述固结体的变形的均匀性是否符合预设变形要求；在所述固结体的变形的均匀性符合所述预设变形要求的情况下，确定所述加固操作的加固效果符合预设加固条件。
优选地，所述基于所述施工异常量对所述异常施工区域进行抬升操作，包括：基于所述施工异常量获得所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的待抬升量；在所述异常施工区域设置喷浆孔；对所述喷浆孔灌注第一水泥浆液，在等待第二预设时间长度后，对所述喷浆孔灌注第二水泥浆液，其中所述第二水泥浆液的强度高于所述第一水泥浆液的强度，且所述第一水泥浆液和所述第二水泥浆液的灌注总量与所述待抬升量对应。
优选地，所述判断所述抬升操作的抬升效果是否符合预设抬升条件，包括：获取在所述抬升操作下所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量；判断所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量的偏差是否在预设偏差阈值范围内；在所述至少一个异常施工区域中的某个异常施工区域的抬升量的偏差超出预设偏差阈值范围内的情况下，停止该异常施工区域的抬升操作或对该异常施工区域进行补偿操作；在所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量的偏差在预设偏差阈值范围内的情况下，确定所述抬升操作的抬升效果符合所述预设抬升条件。
通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
通过根据当前施工过程中的异常施工区域，获取在每个异常施工区域中的异常量，然后针对每个异常施工区域的异常量进行对应的施工恢复操作，从而在降低施工过程恢复的工作量的情况下，及时对每个异常施工区域进行恢复操作，保证了隧道施工的安全性，同时根据不同的异常施工区域以及不同的异常量采用了差异化恢复操作，因此还使得对该异常施工区域的恢复操作更加有效，且不会影响到周围的施工区域，进一步保证了施工的安全性，提高了工作效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例提供的水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法的具体实现流程图；
图2为本发明实施例提供的水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法中对异常施工区域进行简单标号的示意图；
图3为本发明实施例提供的水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法中对异常施工区域进行加固操作的示意图。
具体实施方式
为了克服现有技术中隧道施工过程中因客观条件的限制或某些突发情况而导致施工过程超出控制范围的技术问题，本发明实施例提供一种水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法，通过根据当前施工过程中的异常施工区域，获取在每个异常施工区域中的异常量，然后针对每个异常施工区域的异常量进行对应的施工恢复操作，从而在降低施工过程恢复的工作量的情况下，及时对每个异常施工区域进行恢复操作，保证了隧道施工的安全性，同时根据不同的异常施工区域以及不同的异常量采用了差异化恢复操作，因此还使得对该异常施工区域的恢复操作更加有效，且不会影响到周围的施工区域，进一步保证了施工的安全性，提高了工作效率。
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
如图1所示，本发明公开一种水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法，所述预防恢复方法包括：
S10)获取隧道施工过程中的异常施工区域以及施工异常量；
S20)对所述异常施工区域进行加固操作；
S30)判断所述加固操作的加固效果是否符合预设加固条件；
S40)在所述加固效果符合预设加固条件的情况下，基于所述施工异常量对所述异常施工区域进行抬升操作；
S50)判断所述抬升操作的抬升效果是否符合预设抬升条件，在所述抬升效果符合预设抬升条件的情况下，完成对所述隧道周围的施工环境的恢复。
在本发明实施例中，所述获取隧道施工过程中的异常施工区域以及施工异常量，包括：获取所述隧道施工的监控信息；基于所述监控信息获得在所述隧道施工过程中的至少一个异常施工区域，以及所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域对应的施工异常量。
在一种可能的实施方式中，在隧道施工过程中，隧道施工的监控系统对隧道施工过程进行实时监控，施工人员在某个施工步骤的施工过程中，接收到施工异常的报警信息，从该报警信息中，施工人员可以获取到至少当前隧道施工的异常施工区域以及对应的施工异常量等信息，参见图2，例如在本发明实施例中，施工人员发现1号楼和3号楼的沉降差超出施工要求，同时由于隧道支护不合格以及周围围岩软弱的原因，导致隧道中有一处出现了涌砂而导致地表路面出现凹坑的情况，因此施工人员根据监控结果迅速获取到对应的异常施工区域，并对异常施工区域进行简单标号，例如标号为异区1、异区2以及异区3，以及获取到与每个异常施工区域对应的施工异常量。
在本发明实施例中，为了对当前异常施工区域进行恢复操作，因此在获取当前异常施工区域的施工异常量后，将其转换为当前异常施工区域的恢复量，进一步地，为了更好的完成项目工程，提高项目施工的工作效率，减少恢复操作过程中对现有隧道结构以及周围环境的影响，因此还将该恢复量分解到后续的施工步骤中，并在后续施工步骤中逐步对异常施工区域进行恢复，从而能够在不停止当前施工操作或不需要对当前施工方案进行大幅度调整的情况下，对异常施工区域进行安全的恢复操作，对现有隧道结构以及周围环境的扰动小，恢复安全性高。
在本发明实施例中，所述对所述异常施工区域进行加固操作，包括：在所述异常施工区域的地面插入注浆管；通过所述注浆管向地层注入加固注浆材料，以形成固结体。
请参见图3，在一种可能的实施方式中，在对1号楼进行恢复操作的过程中，施工人员首先在异区1的地面插入注浆管，并通过该注浆管向地层注入加固注浆材料，例如普通混凝土，普通混凝土通过该注浆管注入地层后以渗透、挤密、填充和劈裂等的方式与地层结合形成固结体，从而使异区1中的地层的强度增大，改善地层的性能，提高地层的密实性和刚度，降低隧道施工对异区1的扰动影响，并进而降低对1号楼的影响，保证了在隧道施工过程中1号楼的安全使用。
在本发明实施例中，通过对异常施工区域进行地层的性能改善，提高异常施工区域的地层刚度和强度等参数，从而一方面停止在异常施工区域的建筑物的变形趋势，防止进一步危险的发生，另一方面为后续的恢复操作以及继续施工打下了坚实的基础，保证了在后续的恢复操作以及继续施工过程中不会在异常施工区域再次出现异常情况，提高了隧道施工的安全性，保证了隧道周围建筑物的安全使用。
进一步地，在本发明实施例中，所述判断所述加固操作的加固效果是否符合预设加固条件，包括：在所述加固操作后等待第一预设时间长度；判断所述固结体的变形的均匀性是否符合预设变形要求；在所述固结体的变形的均匀性符合所述预设变形要求的情况下，确定所述加固操作的加固效果符合预设加固条件。
在执行恢复操作的过程中，根据不同的地质条件、不同的异常重要性以及不同的变形量等因素，需要不同的恢复期限，在比较紧急的情况下，可以通过调整普通混凝土的调配比例，从而在保证普通混凝土的刚性的情况下，缩短普通混凝土的凝固时间，以尽快加固异常施工区域的地层性能，在本发明实施例中，在进行加固操作后，施工人员根据当前调配的普通混凝土等待对应的时间长度，例如5小时后，判断根据加固操作生成的固结体的变形的均匀性是否符合预设变形要求，在一种可能的实施方式中，由于加固操作浇灌的普通混凝土浓度较低，凝固时间较长，因此在浇灌后的持续受力以及凝固过程中所形成的固结体变形严重，均匀性不佳，即当前加固操作的加固效果不符合当前的加固条件，因此施工人员调整对普通混凝土的调配比例，并将调整后的普通混凝土浇灌到注浆管中，并在3小时后重新观察调整后的加固操作的加固效果，并确认调整后的加固效果符合当前的加固条件。
在本发明实施例中，由于实际情况的不同，对加固操作的加固效果的影响因素较多，因此需要在进行加固操作后的预设等待时间内对加固操作的加固效果进行进一步确认，以保证加固操作的有效性，从而保证了后续恢复操作的有效性，保证了在施工过程中的施工人员的人身安全。
进一步地，在将异常施工区域的地层强度以及性能改善后，往往还需要对施工异常量进行恢复，才能保证隧道结构以及隧道周围建筑物的足够安全性，因此，还需要对异常施工区域进行进一步的恢复操作，例如抬升操作，下面结合具体的实施例对进一步的恢复操作进行描述。
在本发明实施例中，所述基于所述施工异常量对所述异常施工区域进行抬升操作，包括：基于所述施工异常量获得所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的待抬升量；在所述异常施工区域设置喷浆孔；对所述喷浆孔灌注第一水泥浆液，在等待第二预设时间长度后，对所述喷浆孔灌注第二水泥浆液，其中所述第二水泥浆液的强度高于所述第一水泥浆液的强度，且所述第一水泥浆液和所述第二水泥浆液的灌注总量与所述待抬升量对应。
进一步地，在本发明实施例中，所述判断所述抬升操作的抬升效果是否符合预设抬升条件，包括：获取在所述抬升操作下所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量；判断所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量的偏差是否在预设偏差阈值范围内；在所述至少一个异常施工区域中的某个异常施工区域的抬升量的偏差超出预设偏差阈值范围内的情况下，停止该异常施工区域的抬升操作或对该异常施工区域进行补偿操作；在所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量的偏差在预设偏差阈值范围内的情况下，确定所述抬升操作的抬升效果符合所述预设抬升条件。
在一种可能的实施方式中，需要对3号楼的异区3进行抬升操作，施工人员获取到异区3的抬升量为40mm，施工人员根据抬升量的值计算得到需要灌注第一水泥浆液10m3以及第二水泥浆液5m3，然后施工人员首先在异区3中设置喷浆孔，并采用第一水泥浆液，优选地，采用普通混凝土对喷浆孔灌注总量为10m3的混凝土，在该第一水泥浆液的凝固程度达到施工要求后，在喷浆孔中灌注总量为5m3的第二水泥浆液，其中第二水泥浆液的强度高于第一水泥浆液的强度，优选地，采用强度为C60及以上的混凝土作为第二水泥浆液，例如采用HSC特种混凝土，在第二水泥浆液的凝固程度达到施工要求后，再继续灌注第一水泥浆液。
进一步地，在本发明实施例中，在进行抬升操作的同时，需要实时监控抬升过程中的每个异常施工区域的抬升量，并判断每个异常施工区域的抬升量是否在预设的偏差阈值内，若某个异常施工区域中的抬升量的偏差大于预设的偏差阈值，应该立即停止对该异常施工区域的抬升操作，或立即对该异常施工区域进行补充操作，例如抽取灌注的多余的混凝土出来，以防止因注浆过量而导致的超量抬升，从而引发重大的安全事故或无法弥补的施工故障。
需要说明的是，在本发明实施例中，为了保证隧道施工的正常进行，提高隧道施工的施工效率，当当前隧道施工模式包括多个施工步骤且在当前施工步骤后还包括多个施工步骤时，可以根据实际情况将抬升量分解到后续进行的多个施工步骤中，即在后续进行的每个施工步骤中，需要进行恢复的抬升量可以为总的抬升量的一部分，从而可以在不降低施工速度或大规模修改施工方案的基础上，在后续的多个施工步骤中逐渐对异常施工区域进行恢复，从而保证隧道施工过程中建筑物的使用安全，保证了隧道施工的安全性，提高了隧道施工的施工效率，以及施工人员在施工过程中的安全性。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (4)

1.一种水工隧洞下穿居住区的预防恢复方法，其特征在于，所述预防恢复方法包括：
获取隧道施工过程中的异常施工区域以及施工异常量，包括：获取所述隧道施工的监控信息；基于所述监控信息获得在所述隧道施工过程中的至少一个异常施工区域，以及所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域对应的施工异常量；
对所述异常施工区域进行加固操作；
判断所述加固操作的加固效果是否符合预设加固条件；
在所述加固效果符合预设加固条件的情况下，基于所述施工异常量对所述异常施工区域进行抬升操作：基于所述施工异常量获得所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的待抬升量；在所述异常施工区域设置喷浆孔；对所述喷浆孔灌注第一水泥浆液，在等待第二预设时间长度后，对所述喷浆孔灌注第二水泥浆液，其中所述第二水泥浆液的强度高于所述第一水泥浆液的强度，且所述第一水泥浆液和所述第二水泥浆液的灌注总量与所述待抬升量对应；
判断所述抬升操作的抬升效果是否符合预设抬升条件，在所述抬升效果符合预设抬升条件的情况下，完成对所述隧道周围的施工环境的恢复。
2.根据权利要求1所述的预防恢复方法，其特征在于，所述对所述异常施工区域进行加固操作，包括：
在所述异常施工区域的地面插入注浆管；
通过所述注浆管向地层注入加固注浆材料，以形成固结体。
3.根据权利要求2所述的预防恢复方法，其特征在于，所述判断所述加固操作的加固效果是否符合预设加固条件，包括：
在所述加固操作后等待第一预设时间长度；
判断所述固结体的变形的均匀性是否符合预设变形要求；
在所述固结体的变形的均匀性符合所述预设变形要求的情况下，确定所述加固操作的加固效果符合预设加固条件。
4.根据权利要求1所述的预防恢复方法，其特征在于，所述判断所述抬升操作的抬升效果是否符合预设抬升条件，包括：
获取在所述抬升操作下所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量；
判断所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量的偏差是否在预设偏差阈值范围内；
在所述至少一个异常施工区域中的某个异常施工区域的抬升量的偏差超出预设偏差阈值范围内的情况下，停止该异常施工区域的抬升操作或对该异常施工区域进行补偿操作；
在所述至少一个异常施工区域中的每个异常施工区域的抬升量的偏差在预设偏差阈值范围内的情况下，确定所述抬升操作的抬升效果符合所述预设抬升条件。
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