CN109063955A - 一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，所述等级划分及处置方法包括收集既有地铁工程和新建外部作业工程的技术资料；根据既有地铁工程中的地铁结构形式和线路敷设形式确定影响识别区；根据新建外部作业工程确定作业影响区；结合所述影响识别区与所述作业影响区划分作业影响等级；根据所述作业影响等级采取对应的工程风险处置方法。该等级划分及处置方法能够准确识别、控制穿越地铁工程的风险，确保处置方法具备可靠性和经济性。

Description

一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法
技术领域
本发明涉及穿越地铁工程风险评价领域，特别是涉及一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法。
背景技术
穿越地铁工程是指与地铁线路或其设施存在交叉、邻接关系的建设工程，具体指在地铁控制保护区内跨越、穿越、平行、邻近、连接、占用轨道交通线路或其设施的各类工程。穿越工程的外部作业施工会对既有结构产生一定的影响，表现为既有地铁土建结构、轨道结构发生应力、应变变化，从而对地铁的正常运营带来安全隐患。为了准确识别、控制穿越地铁工程的风险，确保处置方法具备可靠性、经济性，在系统评价风险之前，需要科学、快速地识别、筛分外部作业影响等级，同时针对不同影响等级的外部作业采取相应的处置方法。
目前穿越地铁工程风险识别、控制方法不系统、不精细，在传统的作业影响等级划分中未能充分将既有地铁不同结构形式(地铁车站、地铁区间、附属结构等)以及不同敷设形式(高架线、地面线、地下线等)纳入考量评价体系，导致了等级划分不精确、处置方法不得当。这就需要提出一种建立在充分考虑新建工程、既有地铁结构特性前提下的作业影响等级划分及处置方法，从而进一步确保穿越地铁工程风险得到合理、有效地控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，以解决现有技术中无法快速准确识别穿越地铁危险等级并采取相应处置方法的问题。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明公开了一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，所述等级划分及处置方法包括
收集既有地铁工程和新建外部作业工程的技术资料；
根据既有地铁工程中的地铁结构形式和线路敷设形式确定影响识别区；
根据新建外部作业工程确定作业影响区；
结合所述影响识别区与所述作业影响区进行作业影响等级划分；
制定不同等级的工程风险处置方法；
根据作业影响等级对外部作业工程选取对应的工程风险处置方法。
优选地，所述的技术资料包括：既有地铁工程的竣工图纸和新建外部作业工程的施工图纸。
优选地，所述影响识别区包括地下区间结构影响识别区、地下车站结构影响识别区、地下附属结构影响识别区、地面线车站及区间结构影响识别区和桥梁结构影响识别区。
优选地，所述地下区间结构影响识别区根据区间结构外缘以隧道毛洞宽度或隧道洞径为单位分为i、ii、iii、iv四个等级区；
所述地下车站结构影响识别区根据车站结构外缘以地下车站结构高度为单位分为i、ii、iii、iv四个等级区；
所述地面线车站及区间结构影响识别区根据路基坡脚外缘分为i、ii、iii、iv四个等级区；
所述桥梁结构影响识别区根据桩基外缘以桩基结构的桩径为单位划分为i、ii、iii、iv四个等级区；
所述地下附属结构影响识别区根据附属结构外缘以地下附属结构埋深为单位分为i、ii、iii、iv四个等级区。
优选地，所述作业影响区包括矿山法作业影响区、盾构法隧道周边作业影响区、顶管法隧道周边作业影响区和基坑作业影响区。
优选地，所述矿山法作业影响区根据隧道周边以矿山法隧道外径为单位划分为A、B、C、D四个等级区；
所述盾构法隧道周边作业影响区根据隧道周边以盾构法隧道直径为单位划分为A、B、C、D四个等级区；
所述顶管法隧道周边作业影响区根据隧道周边以顶管法隧道直径为单位划分为A、B、C、D四个等级区；
所述基坑作业影响区根据基坑周边以基坑开挖深度为单位划分为A、B、C、D四个等级区；
其中所述隧道周边结构包括隧道的正上方、正下方和两侧。
优选地，所述作业影响等级分为五个级别；所述风险处置方法对应所述作业影响等级的五个级别采取五种风险处置方法，
其中所述每种风险处置方法包括采用数值模拟方法进行预判、矿山法隧道施工进尺设限、盾构隧道施工出土量设限、顶管法隧道施工注浆量和注浆压力设限、基坑临近地铁侧支护结构水平变形设限、设定自动化与人工监测的监测频率。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案能够方便作业者准确识别、控制穿越地铁工程的风险，确保处置方法具备可靠性、经济性。通过在系统评价风险之前，科学、快速地识别、筛分外部作业影响等级，能够针对不同影响等级的外部作业采取相应的处置方法进一步确保穿越地铁工程风险得到合理、有效地控制。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出一个实施例中的穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明提供了一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，所述步骤为：首先收集既有地铁工程和新建外部作业工程的相关技术资料；根据既有地铁不同的结构形式和不同的线路敷设形式确定影响识别区；根据新建外部作业工程的不同(矿山法隧道、盾构法隧道、顶管法隧道、基坑等)确定作业影响区；根据既有地铁工程影响识别区以及新建外部工程作业影响区，确定作业影响等级；制定不同等级的工程风险处置方法；根据作业影响等级对外部作业工程选取对应的工程风险处置方法。
针对于所述技术资料主要包括：新建外部作业工程的施工图纸和既有地铁工程的竣工图纸等。通过所述技术资料的分析，确定既有地铁不同的结构形式和不同的线路敷设形式，进而找出影响识别区并划分：
根据既有地铁工程的特点，首先对所找出的影响识别区进行分类，包括地下区间结构影响识别区、地下车站结构影响识别区、地下附属结构影响识别区、地面线车站及区间结构影响识别区和桥梁结构影响识别区等。
进一步的，我们将影响识别区划分为4个：i区、ii区、iii区和iv区。具体的影响识别区划分方法如表1-表5所示。
对于地下区间结构影响识别区，在当地下区间横断面为马蹄形或矩形时，我们将区间结构外缘分以隧道毛洞宽度为基准单位分为连续的四个区间段，当地下区间横断面为圆形时，我们以隧道洞径为基本单位将该区间结构外缘分为连续的四个区间段。具体的，地下区间结构影响识别区划分见下表1：
表1地下区间结构影响识别区划分表
影响识别区 划分依据
i区 区间结构外缘1.0B范围内
ii区 区间结构外缘1.0B～2.0B范围内
iii区 区间结构外缘2.0B～3.0B范围内
iv区 区间结构外缘3.0B范围外
注：地下区间断面为马蹄形或矩形时，B为隧道毛洞宽度；地下区间断面为圆形时，B为隧道洞径。
对于地下车站结构影响识别区我们以地下车站结构高度为基准单位，再对车站结构外缘按照尺寸由小到大进行划分，分为四个连续的区间段。具体的，地下车站结构影响识别区划分见下表2：
表2地下车站结构影响识别区划分表
影响识别区 划分依据
i区 车站结构外缘0.5H范围内
ii区 车站结构外缘0.5H～1.2H范围内
iii区 车站结构外缘1.2H～2.0H范围内
iv区 车站结构外缘2.0H范围外
注：H为地下车站结构高度。
在对地面线车站及区间结构影响识别区进行划分时，按照由小到大的尺寸，以米为单位将路基坡脚外缘分为连续的四个区间段，具体的，地面线车站及区间结构影响识别区划分见下表3：
表3地面线车站及区间结构影响识别区划分表
影响识别区 划分依据
i区 路基坡脚外缘7m范围内
ii区 路基坡脚外缘7m～15m范围内
iii区 路基坡脚外缘15m～25m范围内
iv区 路基坡脚外缘25m范围外
对桥梁(桩基)结构影响识别区进行划分，则以桩基结构的桩径为基准单位，对桩基外缘划分为四个连续的区间段。具体的，桥梁(桩基)结构影响识别区划分见下表4：
表4桥梁(桩基)结构影响识别区划分表
影响识别区 划分依据
i区 桩基外缘3.0D范围内
ii区 桩基外缘3.0D～10.0D范围内
iii区 桩基外缘10.0D～20.0D范围内
iv区 桩基外缘20.0D范围外
注：D为桩基结构的桩径。
关于地下附属结构影响识别区的划分，按照地下附属结构底板的埋深为基准单位，对地下附属结构影响识别区进行划分，将地下附属结构外缘分为连续的四个区间段。具体的，地下附属结构影响识别区划分见下表5：
表5地下附属结构影响识别区划分表
影响识别区 划分依据
i区 附属结构外缘0.4H范围内
ii区 附属结构外缘0.4H～0.9H范围内
iii区 附属结构外缘0.9H～1.5H范围内
iv区 附属结构外缘1.5H范围外
注：H为地下附属结构底板埋深。
根据新建外部作业工程的不同确定作业影响区。首先依据新建工程的特点，新建外部作业工程的施工形式包括：矿山法、盾构法、顶管法、基坑等，我们将对不同施工形式的作业影响区划在分为4个去：A区、B区、C区和D区。具体的，作业影响区划分方法如表6-表9所示。
基于矿山法作业时，以矿山法隧道的外径为基准单位，对矿山法隧道的正上方、两侧和下方进行分区，则有矿山法作业影响分区划分见下表6。
表6矿山法作业影响分区
作业影响区 划分依据
A区 正上方，两侧1.2D范围，正下方0.8D范围
B区 两侧1.2D～2.1D范围，正下方0.8～1.6D范围
C区 两侧2.1D～3.8D范围，正下方1.8～2.7D范围
D区 两侧3.8D范围外，正下方2.7D范围外
注：D为矿山法隧道外径。
基于盾构法作业时，以盾构法隧道的直径为基准单位，对盾构法隧道的正上方、两侧和下方进行分区，则有盾构法作业影响分区划分见下表7：
表7盾构法隧道周边影响分区表
作业影响区 划分依据
A区 正上方，两侧1.0D范围，正下方0.7D范围
B区 两侧1.0D～1.8D范围，正下方0.7～1.4D范围
C区 两侧1.8D～3.5D范围，正下方1.4～2.8D范围
D区 两侧3.5D范围外，正下方2.8D范围外
注：D为盾构法隧道直径。
基于顶管法作业时，以顶管法隧道的直径为基准单位，对顶管法隧道的正上方、两侧和下方进行分区，则有顶管法作业影响分区划分见下表8：
表8顶管法隧道周边影响分区表
注：D为顶管法隧道直径。
基于采用基坑法作业时，以基坑开挖深度为基准单位，对基坑开挖深度作为基准参数进行分区，则有基坑作业影响分区划分见下表9：
表9基坑作业影响分区
作业影响区 划分依据
A区 基坑周边0.7H范围内
B区 基坑周边0.7H～1.6H范围内
C区 基坑周边1.6H～2.2H范围内
D区 基坑周边2.2H范围外
注：H为基坑开挖深度。
进一步的，为了准确快速识别控制穿越地铁的风险，确保处置方法的可靠性和经济性，在系统评级风险之前，需要科学、快速的识别、筛分外部作业影响等级，同时针对不同等级的外部作业采取相应的处置方法，我们根据既有地铁工程影响识别区以及新建外部工程作业影响区，对作业影响等级进行划分成五个等级，并对每个等级制定相应的工程风险处置方法。首先本发明通过采用交叉表法将上述分区表进行整理分级。
具体的，根据上述步骤确定的既有地铁工程影响识别区以及新建外部工程作业影响区，综合确定作业影响等级：I级、II级、III级、IV级、V级。例如将i区和A区交叉处的影响等级划分为I级，将iv区和D区交叉处的影响等级划分为V级，另外，基于安全和实际作业条件等因素的考虑，我们将iv区和A区交叉处的影响等级划分为III级。则有作业影响等级如表10所示。
表10作业影响等级划分表
本发明中的作业影响等级分别对应有根据作业影响等级确定的工程风险处置方法。因此，根据上述步骤确定的作业影响等级采取具体的工程风险处置方法包括：
对应I级作业影响等级的工程风险处置方法：采用数值模拟方法预判新建外部作业对既有地铁工程的影响程度；采取最为严格的外部作业施工措施，对矿山法隧道施工进尺不大于1m且采取全断面注浆，盾构隧道施工采取预注浆措施、纠偏不大于±1‰、严格控制出土量、严格控制注浆压力和注浆量，顶管法隧道施工增加注浆润滑、严格控制注浆压力和注浆量，基坑邻近地铁一侧的支护结构水平变形不大于0.4‰H(H为基坑深度)；采取自动化与人工监测相结合的方式监测既有地铁结构变形，监测频率不低于20min/次。
对应II级作业影响等级的工程风险处置方法：采用数值模拟方法预判新建外部作业对既有地铁工程的影响程度；采取较为严格的外部作业施工措施，对矿山法隧道施工进尺不大于2m且采取全断面注浆，盾构隧道施工纠偏不大于±1‰、严格控制出土量、严格控制注浆压力和注浆量，顶管法隧道施工增加注浆润滑、严格控制浆液压力和注浆量，基坑邻近地铁一侧的支护结构水平变形不大于0.6‰H(H为基坑深度)；采取自动化与人工监测相结合的方式监测既有地铁结构变形，监测频率不低于30min/次。
对应III级作业影响等级的工程风险处置方法：采用数值模拟方法预判新建外部作业对既有地铁工程的影响程度；采取严格的外部作业施工措施，对矿山法隧道施工进尺不大于4m，盾构隧道施工严格控制出土量、严格控制注浆压力和注浆量，顶管法隧道施工严格控制注浆压力和注浆量，基坑邻近地铁一侧的支护结构水平变形不大于0.8‰H(H为基坑深度)；采取自动化与人工监测相结合的方式监测既有地铁结构变形，监测频率不低于60min/次。
对应IV级作业影响等级的工程风险处置方法：采用数值模拟方法预判新建外部作业对既有地铁工程的影响程度；采取普通的外部作业施工措施，对矿山法隧道施工进尺不大于7m，盾构隧道施工严格控制出土量和注浆量，顶管法隧道施工严格控制注浆量，基坑邻近地铁一侧的支护结构水平变形不大于1.0‰H(H为基坑深度)；采取人工监测既有地铁结构变形，监测频率不低于1天/次。
对应V级作业影响等级的工程风险处置方法：采取一般的外部作业施工措施；采取人工巡视的方式巡查既有地铁工程状态。
综上所述，本发明通过采用上述方法形成了一种系统规范的作业影响等级划分及处置方法。能够使作业者准确识别、控制穿越地铁工程的风险，确保处置方法具备可靠性、经济性。另外在系统评价风险之前，基于科学、快速地识别、筛分外部作业影响等级并针对不同影响等级的外部作业采取相应的处置方法实现了对穿越地铁工程风险的合理、有效地控制。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，其特征在于，所述等级划分及处置方法包括：
收集既有地铁工程和新建外部作业工程的技术资料；
根据既有地铁工程中的地铁结构形式和线路敷设形式确定影响识别区；
根据新建外部作业工程确定作业影响区；
结合所述影响识别区与所述作业影响区进行作业影响等级划分；
制定不同等级的工程风险处置方法；
根据作业影响等级对外部作业工程选取对应的工程风险处置方法。
2.根据权利要求1所述的一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，其特征在于，所述的技术资料包括：既有地铁工程的竣工图纸和新建外部作业工程的施工图纸。
3.根据权利要求1所述的一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，其特征在于，所述影响识别区包括地下区间结构影响识别区、地下车站结构影响识别区、地面线车站及区间结构影响识别区、桥梁结构影响识别区和地下附属结构影响识别区。
4.根据权利要求3所述的一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，其特征在于，
所述地下区间结构影响识别区根据区间结构外缘以隧道毛洞宽度或隧道洞径为单位分为i、ii、iii、iv四个等级区；
所述地下车站结构影响识别区根据车站结构外缘以地下车站结构高度为单位分为i、ii、iii、iv四个等级区；
所述地面线车站及区间结构影响识别区根据路基坡脚外缘分为i、ii、iii、iv四个等级区；
所述桥梁结构影响识别区根据桩基外缘以桩基结构的桩径为单位划分为i、ii、iii、iv四个等级区；
所述地下附属结构影响识别区根据附属结构外缘以地下附属结构埋深为单位分为i、ii、iii、iv四个等级区。
5.根据权利要求1所述的一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，其特征在于，所述作业影响区包括矿山法作业影响区、盾构法隧道周边作业影响区、顶管法隧道周边作业影响区和基坑作业影响区。
6.根据权利要求5所述的一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，其特征在于，
所述矿山法作业影响区根据隧道周边结构以矿山法隧道外径为单位划分为A、B、C、D四个等级区；
所述盾构法隧道周边作业影响区根据隧道周边结构以盾构法隧道直径为单位划分为A、B、C、D四个等级区；
所述顶管法隧道周边作业影响区根据隧道周边结构以顶管法隧道直径为单位划分为A、B、C、D四个等级区；
所述基坑作业影响区根据基坑周边以基坑开挖深度为单位划分为A、B、C、D四个等级区；
其中所述隧道周边结构包括隧道正上方、正下方和两侧。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法，其特征在于，所述作业影响等级分为五个级别；所述工程风险处置方法对应所述作业影响等级的五个级别采取五种风险处置方法，
其中所述工程风险处置方法包括采用数值模拟方法进行预判、矿山法隧道施工进尺设限、盾构隧道施工出土量设限、顶管法隧道施工注浆量和注浆压力设限、基坑临近地铁侧支护结构水平变形量设限、设定自动化与人工监测的监测频率。
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