CN114483068A - 双孔叠落盾构隧道施工控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，包括获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据；获取所述双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据；根据所述地表沉降数据和所述盾构管片的应力应变分布数据，实时调整对所述双孔叠落隧道的施工参数和对所述双孔叠落隧道的加固参数。本发明提供的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，根据隧道土体以及盾构管片的实际工况，实时调整、优化施工参数和加固参数，以尽可能地减小地面沉降量和隧道变形量，减小对地层及周边建筑物的影响，避免安全隐患，确保双孔叠落盾构隧道的安全施工。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法。
背景技术
对于双孔叠落盾构隧道，尤其在小近距叠落盾构隧道施工中，两隧道之间的相互影响较大，且工程地质条件和叠落度的不同，施工导致的地表沉降也不相同。由于地铁区间施工大都处于城市相对繁华、人口相对密集的地区，如果地表变形大于安全阈值，就会对周边高层建筑、道路、地下管线等产生较大影响。
因此，如何解决双孔叠落盾构隧道的安全施工问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法。
本发明提供一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，包括：
获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据；
获取所述双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据；
根据所述地表沉降数据和所述盾构管片的应力应变分布数据，实时调整对所述双孔叠落隧道的施工参数和对所述双孔叠落隧道的加固参数。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，在所述获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据之后，还包括：
建立所述双孔叠落隧道的三维模型；
根据实时施工参数和所述三维模型，获取与所述双孔叠落隧道对应的地表沉降规律曲线；
根据所述地表沉降规律曲线，修正所述地表沉降数据。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，在所述获取所述双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据之后，还包括：
根据所述实时施工参数和所述三维模型，获取与所述双孔叠落隧道对应的盾构管片的应力应变分布规律曲线；
根据所述盾构管片的应力应变分布规律曲线，修正所述盾构管片的应力应变分布数据。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，所述根据所述地表沉降数据和所述盾构管片的应力应变分布数据，实时调整对所述双孔叠落隧道的施工参数和对所述双孔叠落隧道的加固参数，包括：
根据修正后的所述地表沉降数据，确定位于所述双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降速率；
当所述地表沉降速率大于第一安全阈值，和/或，所述盾构管片的应力应变分布数据中的应力应变数据大于第二安全阈值时，调整对所述双孔叠落隧道的施工参数和对所述双孔叠落隧道的加固参数。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，所述获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据，包括：
在位于所述双孔叠落隧道上方的土体内布设多个监测点；
实时采集每个所述监测点位置处的地表沉降数据。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，多个所述监测点沿所述双孔叠落隧道的纵向分为多组，每组所述监测点沿所述双孔叠落隧道的横向分布。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，所述获取所述双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据，包括：
在盾构管片的内侧壁、相邻所述盾构管片的拼接位置、相邻盾构管片环的拼接位置布设监测元件、以实时采集所述监测元件所在位置处的应力应变数据。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，所述监测元件为FBG光学传感器。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，所述对所述双孔叠落隧道的施工参数包括盾构掘进参数和盾构姿态。
根据本发明提供的一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，所述对所述双孔叠落隧道的加固参数至少包括支撑台车的预应力、土体注浆位置、土体注浆量、管片加强筋的设置位置和管片加强筋的数量。
本发明提供的双孔叠落盾构隧道施工控制方法中，先获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据和盾构管片的应力应变分布数据，然后根据地表沉降数据和盾构管片的应力应变分布数据，对双孔叠落隧道的施工参数和对双孔叠落隧道的加固参数实时调整。如此设置，在双孔叠落隧道盾构施工过程中，根据隧道土体以及盾构管片的实际工况，实时调整、优化施工参数和加固参数，以尽可能地减小地面沉降量和隧道变形量，减小对地层及周边建筑物的影响，避免安全隐患，确保双孔叠落盾构隧道的安全施工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是双孔叠落盾构隧道的俯视图；
图2是本发明提供的双孔叠落盾构隧道施工控制方法的流程图；
图3是本发明提供的监测点的分布位置示意图；
图4是本发明提供的监测元件在盾构管片内侧壁上的分布位置示意图；
图5是本发明提供的对土体注浆加固的示意图；
图6是本发明提供的利用管片加强筋对盾构管片进行加固的示意图；
图7是本发明提供的利用支撑台车进行支撑加固的示意图。
附图标记：
1：第一监测断面；2：第二监测断面；3：第三监测断面；4：第四监测断面；43：第四监测断面的第三个监测点；44：第四监测断面的第四个监测点：5：第五监测断面；6：第六监测断面；7：盾构管片；71：第一监测元件；72：第二监测元件；73：第三监测元件；8：注浆管；9：管片加强筋；10：支撑台车。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图7描述本发明实施例的双孔叠落盾构隧道施工控制方法。
参照图1至图4，本发明实施例提供一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，包括以下步骤：
步骤110、获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据。
步骤120、获取双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据。
步骤130、根据地表沉降数据和盾构管片的应力应变分布数据，实时调整对双孔叠落隧道的施工参数和对双孔叠落隧道的加固参数。
在隧道施工过程中，不可避免的会对地表产生扰动，如地表沉降或隆起，需要将对地表的扰动量控制在安全范围内，以确保施工安全，并避免对周围建筑物等产生影响。
地表沉降量不仅与隧道施工和隧道结构有关，还与隧道周围的土体构造以及地质条件有关，而隧道周围的土体构造以及地质条件随地理位置的不同而变化。因此，对于相同结构的双孔叠落隧道，在不同位置施工，产生的地表沉降量也不尽相同。为确保隧道施工的安全，需要根据具体工况对双孔叠落隧道的施工参数和加固参数进行调整。
本发明实施例中，在双孔叠落隧道盾构施工时，先获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据和盾构管片的应力应变分布数据，其中，位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据包括多个位于土体的不同位置处的地表沉降值，盾构管片的应力应变分布数据包括盾构管片7上不同位置处的应力应变数据。然后作业人员根据地表沉降数据和盾构管片的应力应变分布数据，对双孔叠落隧道的施工参数和对双孔叠落隧道的加固参数实时调整、优化。
如此设置，在双孔叠落隧道盾构施工过程中，根据隧道土体以及盾构管片7的实际工况，实时调整、优化施工参数和加固参数，以尽可能地减小地面沉降量和隧道变形量，减小对地层及周边建筑物的影响，避免安全隐患，确保双孔叠落盾构隧道的安全施工。
本实施例中，将地表沉降数据和盾构管片的应力应变数据相结合，共同指导双孔叠落盾构隧道的施工，可以更准确地分析盾构管片变形的原因，如具体是由注浆操作引起，还是因施工造成的土体扰动等，从而可以更好地掌握盾构掘进过程中对土体的扰动情况，通过分析相关数据，针对造成沉降的原因做出大致判断，再选取相应的加固措施以及时、准确地加固，减小影响，降低成本，保证施工安全，提高施工质量。
本实施例中，在获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据时，需要在位于双孔叠落隧道上方的土体内布设多个监测点，然后实时采集每个监测点位置处的地表沉降数据。
上述监测点可以设置多组，多组监测点沿双孔叠落隧道的纵向分布，每组具有多个监测点，每组的多个监测点沿双孔叠落隧道的横向分布。具体地，可以根据施工经验或工程类比的方式或通过对不同间距、不同叠落度的工况下叠落隧道沉降规律进行数值模拟的方式，确定双孔叠落隧道的多个典型危险断面，盾构施工前，在每个典型危险断面上方进行针对性监测点加密。
具体地，通过对不同间距、不同叠落度的工况下叠落隧道沉降规律进行数值模拟，可知，在两隧道之间净间距为隧道直径的1/6-1/3的区段位置对隧道的布置角度的改变特别敏感，在隧道的布置角度为40-60°的区段位置对双孔隧道之间的相互影响比较大。在盾构通过阶段，隧道两侧具有相互远离的横向位移，隧道上下会出现相互靠近的竖向位移，使得整个隧道产生一个趋于椭圆的趋势。故需要对该区段进行重点监测、加固。
需要说明的是，上述监测点的位置及数量还应该结合地质条件、地层性质、施工工艺、地表周边环境以及监测费用等因素综合考虑。监测点的位置首先应能够保证良好地反映地表的变形特征，而且要便于仪器观测，而且还要尽量避免外界因素对监测点产生破坏。
监测点的设置方法应根据现场实际情况灵活处理，可以采用标准方法和浅层设点方法。对于预先探测到土体中存在空洞或施工中可能发生塌陷的地段，应采用标准方法设置上述监测点。
具体地，采用标准方法设置监测点时，首先需要在土体表面开设直径为100mm的孔洞，然后在孔洞内部打入直径为22mm的螺纹钢筋，螺纹钢筋的顶部磨成椭圆形，且螺纹钢筋的长度应超过冻土线深度，具体可以使螺纹钢筋的长度大于0.8m。需要说明的是，如果土体表面为混凝土路面，则螺纹钢筋的底部至少应伸入至混凝土路面的路床内20cm，并且与混凝土路面分离。之后在螺纹钢筋周围填入细砂夯实，此处需避免使用混凝土或水泥将螺纹钢筋固牢，以避免螺纹钢筋随土体表面沉降，有利于保证监测结果的准确性。最后可以在各个监测点的上部设置铁盖加以保护。
对于浅层设点方法，可以先用冲击钻在土体表面钻出深度大约为20cm，直径为12cm的孔洞，然后再向孔洞内部设置直径为8mm、带有凸球面的圆钢，利用锚固剂对缝隙进行填充。
上述监测点的结构以及设置方法相对简单，在准确反映地表变形特征的前提下，能够降低施工成本。
布设好上述监测点后，可以利用地表沉降监测装置进行监测，使地表沉降监测装置与施工现场的集中控制平台连接，以将采集的地表沉降数据呈现在集中控制平台，供作业人员参考。
对于与掘进面之间的距离小于20米的监测点，需要每天监测一次；对于与掘进面之间的距离在20米至50米范围内的监测点，需要两天监测依次；对于与掘进面之间的距离大于50米的检测点，需要每周检测一次。根据数据分析，确定沉降基本稳定后，每月检测一次即可。如果检测过程中出现异常，应当加密监测频率。每次现场监测工作实施时，需同时进行现场安全巡视，并保证每天巡视一次，特殊情况应加密巡视频率。
需要说明的是，上述利用地表沉降监测装置对各个监测点位置的地表沉降数据进行监测的技术，对于本领域技术人员而言，为成熟的现有技术，此处不再赘述。
具体实施例中，某城市地铁区间隧道左、右线采用叠落式布置，左线位于右线之上，随着地铁向前运行左右线两隧道间距逐渐增大，左线下移右线逐渐上移，最终两隧道并行，参照图1。叠落段穿越土层主要为砂卵石层，埋深21.5-23.7m，地下水主要为层间潜水和承压水。叠落段隧道垂直距离为1.95-3.3m。左线隧道位于上方，主要穿越土层为粉质粘土层，左线隧道埋深13.8-15.3m，地下水主要为潜水和层间潜水。
可以在双孔叠落隧道完全叠落段设计6个监测断面，分别为第一监测断面1、第二监测断面2、第三监测断面3、第四监测断面4、第五监测断面5、第六监测断面6。其中，第一监测断面1包括四个监测点，第二监测断面2包括十二个监测点，第三监测断面3包括两个监测点，第四监测断面4包括十四个监测点，第五监测断面5包括两个监测点，第六监测断面6包括两个监测点，具体分布如图3所示。
利用地表沉降监测装置在盾构施工过程中进行监测，下行隧道施工后的结果如下：
第二监测断面2处的最大沉降值为5.93mm，相对于其他监测断面处的沉降值略小，经分析，主要是由于第二监测断面2处于盾构始发阶段，盾构机的推进速度较慢，始发端头加固效果良好。
第一监测断面1和第二监测断面2处的沉降曲线沿隧道中心不对称分布，每个断面的最大沉降发生在隧道中线上，并沿隧道横向逐渐减小，离轴线较远的区域地表有较小隆起，平均不到2mm。
上覆土为粉质黏土的第一监测断面1和第二监测断面2的沉降值整体小于上覆土为砂卵石地层的第三监测断面3和第四监测断面4，第一监测断面1和第二监测断面2处的平均沉降值为7mm左右，另外四个监测断面的平均沉降值为12mm左右。即，在相同施工条件情况下，上覆土为粉质黏土的地表沉降值略小于上覆土为砂卵石层的地表沉降值。
第三监测断面3、第五监测断面5和第六监测断面6在穿越土层及上覆土性质基本一致的情况下，平均沉降值依次增大，主要是由于隧道埋深沿着隧道掘进方向不断减小所致。
第四监测断面的第三个监测点43和第四监测断面的第四个监测点44的起伏较大，不符合地表沉降规律曲线，预测可能由于施工或监测点破坏等干扰因素造成的。
整体监测结果显示，叠落段的最大沉降值出现在第四监测断面4上，最大沉降值为19.08mm，其他各断面沉降量均小于15.00mm，均在设计允许范围内。
在现场巡视过程中，各施工参数适当，盾构姿态良好，未出现需要进行较大纠偏等情况，叠落段隧道整体施工情况良好。
在上行隧道施工时的实测结果表明，叠落段后行盾构推进对地表影响有先隆起后沉降的趋势，在各种控制沉降措施效果良好的情况下，后沉降值不大，均在地表沉降安全阈值范围内，无需额外增加加固措施。
总结分析，在上行隧道地表沉降控制良好的情况下，引起地表沉降最主要的原因是下行隧道的推进；在上行隧道地表沉降控制不理想的情况下，引起地表沉降的主要原因为上行隧道的推进。
所以，在叠落式隧道后行盾构推进中，应加强地表沉降控制措施，尽量减小后行盾构推进引起的对地表的二次扰动。
需要说明的是，在获取各个监测点位置的地表沉降数据后，本领域技术人员根据本领域的技术规范以及公知常识，可以完成对地表沉降数据的分析，并且可以基于分析结果明确如何对施工参数和加固参数进行调整。
盾构管片环由多个盾构管片7拼接而成，每个盾构管片7呈弧形，多个盾构管片7首尾连接形成盾构管片环。
本实施例中，在获取双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据时，需要在双孔叠落隧道的盾构管片7的内侧壁、相邻盾构管片7的拼接位置以及相邻盾构管片环的拼接位置分别布设监测元件，利用监测元件实时采集监测元件所在位置处的应力应变数据。
监测元件布设位置如图4所示，其中，设置在盾构管片7内侧壁的监测元件为第一监测元件71，设置在相邻盾构管片7的拼接位置的监测元件为第二监测元件72，设置在相邻盾构管片环的拼接位置的监测元件为第三监测元件73。
需要说明的是，图4为作业人员位于隧道内部所看到的画面，其中，位于外面的环形为距离作业人员最近的盾构管片环，位于内部的环形为距离作业人员相对较远的盾构管片环，两盾构管片环的直径相同、串联设置，并非相互套设在一起。
需要说明的是，上述设置在相邻盾构管片7的拼接位置的检测元件以及设置在相邻盾构管片环的拼接位置的检测元件均设置在盾构管片的内侧面，即，第二监测元件72设置在相邻盾构管片7的内侧面的接缝位置，第三监测元件73设置在位于相邻盾构管片环上的盾构管片7的内侧面的接缝位置。
在施工现场安装盾构管片7后，将监测元件安装在盾构管片7的相应位置，并使各个监测元件与施工现场的集中控制系统连接，以将采集的应力应变数据呈现在集中控制平台，供作业人员参考。
具体地，上述监测元件可以为FBG光学传感器。
利用螺栓通过表面安装的方式对各个FBG光学传感器进行安装固定。具体地，FBG光学传感器的一侧具有固定片，另一侧设置有安装孔。可以利用膨胀螺栓将固定片固定在盾构管片7上，用于使FBG光学传感器和盾构管片7较好的耦合。利用螺栓通过安装孔与盾构管片7连接。与FBG光学传感器连接的光纤就近固定在盾构管片7的表面，以避免影响施工。
将相邻FBG光学传感器串联连接，并用光缆连接至施工现场的集中控制平台。光缆在布线过程中要结合实际工况，避免由于人员设备等原因挂断光缆。
FBG光学传感器的应变即为盾构管片7相应位置处的应变。在对数据进行分析处理时，使FBG光学传感器的实际安装位置与FBG光学传感器反射的光波的波长一一对应，并进行保存。在施工过程中，使用光纤光栅解调仪记录各个FBG光学传感器的波长的变化，根据波长变化换算相应的应力应变变化。
本发明实施例中，在获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据之后，还包括：
建立双孔叠落隧道的三维模型；
根据实时施工参数和三维模型，获取与双孔叠落隧道对应的地表沉降规律曲线；
根据地表沉降规律曲线，修正地表沉降数据。
由于地表沉降不仅与土体的构造运动有关，还会受到地下水资源开采量的变化以及外界干扰因素的影响，在调整对双孔叠落隧道的施工参数和对双孔叠落隧道的加固参数时，需排除上述干扰因素。
本实施例中，根据双孔叠落隧道的双孔间距和叠落度等结构尺寸，建立双孔叠落隧道的三维模型，然后利用数值模拟软件根据实时施工参数进行分析，以获得与该双孔叠落隧道对应的地表沉降规律曲线。
通过将上述地表沉降数据与地表沉降规律曲线进行比对，若上述地表沉降数据中存在个别数据不符合上述地表沉降规律曲线，说明与该问题数据对应的位置处存在干扰因素，需要根据地表沉降规律曲线和其他位置点的地表沉降数据对该问题数据进行修正，然后以修正后的地表沉降数据作为依据，对双孔叠落隧道的施工参数和加固参数的进行调整。
相应地，也需要对上述盾构管片的应力应变分布数据进行修正。
故本发明实施例中，在获取双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据之后，还包括：
根据实时施工参数和三维模型，获取与双孔叠落隧道对应的盾构管片的应力应变分布规律曲线；
根据盾构管片的应力应变分布规律曲线，修正盾构管片的应力应变分布数据。
在利用数值模拟软件根据实时施工参数对地表沉降值进行分析，的同时，对盾构管片的应力应变进行分析，以获得与该双孔叠落隧道对应的盾构管片的应力应变分布规律曲线。
通过将上述盾构管片的应力应变分布数据与盾构管片的应力应变分布规律曲线进行比对，若上述盾构管片的应力应变分布数据中存在个别数据不符合上述盾构管片的应力应变分布规律曲线，说明与该问题数据对应的位置处存在干扰因素，需要根据盾构管片的应力应变分布规律曲线和其他位置点的盾构管片的应力应变值对该问题数据进行修正，然后以修正后的盾构管片的应力应变分布数据作为依据，对双孔叠落隧道的施工参数和加固参数进行调整。
本实施例中，在完成对地表沉降数据和盾构管片的应力应变分布数据的修正后，可以根据修正后的地表沉降数据和修正后的盾构管片的应力应变分布数据，对双孔叠落隧道的施工参数和对双孔叠落隧道的加固参数进行实时调整。
具体地，先根据修正后的地表沉降数据，确定位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降速率。然后将地表沉降速率和盾构管片的应力应变分布数据分别与安全阈值对比，当地表沉降速率大于第一安全阈值，和/或，盾构管片的应力应变分布数据大于第二安全阈值时，需要调整对双孔叠落隧道的施工参数和对双孔叠落隧道的加固参数。
本实施例中，上述对双孔叠落隧道的施工参数包括盾构掘进参数和盾构姿态。其中盾构掘进参数包括盾构推力、推进速度和注浆压力等。通过确定并优化盾构掘进参数，避免超挖，保证施工连续性，保持良好盾构姿态及时纠偏。
结合上述地表沉降数据和盾构管片的应力应变分布数据，可以对重点加固部位提供参考依据。为了防止地表沉降速率大于第一安全阈值，和/或，盾构管片的应力应变分布数据大于第二安全阈值，在施工过程中，具有一定的加固措施，如利用支撑台车10进行支撑、土体注浆加固、设置管片加强筋9等。图5至图7分别示出了注浆加固、利用管片加强筋9进行加固以及利用支撑台车10对下行隧道进行加固的示意图。
上述对双孔叠落隧道的加固参数至少包括支撑台车10的预应力、土体注浆位置、土体注浆量、管片加强筋9的设置位置和管片加强筋9的数量。
在地表沉降速率大于第一安全阈值，和/或，盾构管片的应力应变分布数据大于第二安全阈值时，可以根据具体情况增加支撑台车10提供的预应力的大小，或在相关位置增加注浆管8，以增加土体注浆位置和注浆量，或在相应位置增设管片加强筋9或增加该位置处的管片加强筋9的数量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，包括：
获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据；
获取所述双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据；
根据所述地表沉降数据和所述盾构管片的应力应变分布数据，实时调整对所述双孔叠落隧道的施工参数和对所述双孔叠落隧道的加固参数。
2.根据权利要求1所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，在所述获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据之后，还包括：
建立所述双孔叠落隧道的三维模型；
根据实时施工参数和所述三维模型，获取与所述双孔叠落隧道对应的地表沉降规律曲线；
根据所述地表沉降规律曲线，修正所述地表沉降数据。
3.根据权利要求2所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，在所述获取所述双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据之后，还包括：
根据所述实时施工参数和所述三维模型，获取与所述双孔叠落隧道对应的盾构管片的应力应变分布规律曲线；
根据所述盾构管片的应力应变分布规律曲线，修正所述盾构管片的应力应变分布数据。
4.根据权利要求3所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，所述根据所述地表沉降数据和所述盾构管片的应力应变分布数据，实时调整对所述双孔叠落隧道的施工参数和对所述双孔叠落隧道的加固参数，包括：
根据修正后的所述地表沉降数据，确定位于所述双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降速率；
当所述地表沉降速率大于第一安全阈值，和/或，所述盾构管片的应力应变分布数据中的应力应变数据大于第二安全阈值时，调整对所述双孔叠落隧道的施工参数和对所述双孔叠落隧道的加固参数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，所述获取位于双孔叠落隧道上方的土体的地表沉降数据，包括：
在位于所述双孔叠落隧道上方的土体内布设多个监测点；
实时采集每个所述监测点位置处的地表沉降数据。
6.根据权利要求5所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，多个所述监测点沿所述双孔叠落隧道的纵向分为多组，每组所述监测点沿所述双孔叠落隧道的横向分布。
7.根据权利要求1-4任一项所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，所述获取所述双孔叠落隧道内部的盾构管片的应力应变分布数据，包括：
在盾构管片的内侧壁、相邻所述盾构管片的拼接位置、相邻盾构管片环的拼接位置布设监测元件，以实时采集所述监测元件所在位置处的应力应变数据。
8.根据权利要求7所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，所述监测元件为FBG光学传感器。
9.根据权利要求1所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，所述对所述双孔叠落隧道的施工参数包括盾构掘进参数和盾构姿态。
10.根据权利要求1所述的双孔叠落盾构隧道施工控制方法，其特征在于，所述对所述双孔叠落隧道的加固参数至少包括支撑台车的预应力、土体注浆位置、土体注浆量、管片加强筋的设置位置和管片加强筋的数量。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117231308A (zh) * | 2023-11-14 | 2023-12-15 | 中煤隧道工程有限公司 | 一种隧道应力智能预警方法及系统 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102345460A (zh) * | 2011-06-21 | 2012-02-08 | 北京交通大学 | 一种浅埋大断面黄土隧道沉降控制方法 |
| CN103277110A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-04 | 中铁十四局集团有限公司 | 叠落式盾构隧道的施工方法 |
| CN204041081U (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-24 | 北京市轨道交通建设管理有限公司 | 一种隧道施工初期支护装置 |
| CN106295114A (zh) * | 2016-07-15 | 2017-01-04 | 浙江大学城市学院 | 双线盾构隧道施工对地下管线安全造成影响的评估方法 |
| CN107862157A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-03-30 | 辽宁三三工业有限公司 | 基于ansys的生死单元法模拟隧道的盾构开挖方法 |
| CN109655035A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-19 | 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 | 一种深厚软土地基上封闭式原料场安全施工控制方法 |
| CN110487242A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-11-22 | 西南石油大学 | 一种隧道地表面沉降的监测系统 |
| CN110617796A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-27 | 北京住总集团有限责任公司 | 一种基于激光三维建模的沉降监测用系统 |
| CN112131748A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 北京交通大学 | 一种城市隧道施工中复合成层地层的变形预测方法及系统 |
| CN112948931A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-11 | 河南大学 | 新建和既有地铁隧道双线叠交工况下盾构施工合理夹角与净距的确定方法 |
| CN113236260A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-08-10 | 中铁一局集团第二工程有限公司 | 一种全方位盾构下穿既有地铁车站施工监测方法 |
| CN113657041A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种高寒区路基物理力学状态智能感知与预报系统 |
-
2022
- 2022-03-03 CN CN202210204786.3A patent/CN114483068A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102345460A (zh) * | 2011-06-21 | 2012-02-08 | 北京交通大学 | 一种浅埋大断面黄土隧道沉降控制方法 |
| CN103277110A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-04 | 中铁十四局集团有限公司 | 叠落式盾构隧道的施工方法 |
| CN204041081U (zh) * | 2014-08-27 | 2014-12-24 | 北京市轨道交通建设管理有限公司 | 一种隧道施工初期支护装置 |
| CN106295114A (zh) * | 2016-07-15 | 2017-01-04 | 浙江大学城市学院 | 双线盾构隧道施工对地下管线安全造成影响的评估方法 |
| CN107862157A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-03-30 | 辽宁三三工业有限公司 | 基于ansys的生死单元法模拟隧道的盾构开挖方法 |
| CN109655035A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-19 | 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 | 一种深厚软土地基上封闭式原料场安全施工控制方法 |
| CN110617796A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-27 | 北京住总集团有限责任公司 | 一种基于激光三维建模的沉降监测用系统 |
| CN110487242A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-11-22 | 西南石油大学 | 一种隧道地表面沉降的监测系统 |
| CN112131748A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 北京交通大学 | 一种城市隧道施工中复合成层地层的变形预测方法及系统 |
| CN112948931A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-11 | 河南大学 | 新建和既有地铁隧道双线叠交工况下盾构施工合理夹角与净距的确定方法 |
| CN113236260A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-08-10 | 中铁一局集团第二工程有限公司 | 一种全方位盾构下穿既有地铁车站施工监测方法 |
| CN113657041A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种高寒区路基物理力学状态智能感知与预报系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 孟乔;张晓清;: "复合地层双线盾构上跨既有地铁隧道施工诱发地表沉降分析", 铁道建筑技术, no. 11, 20 November 2017 (2017-11-20), pages 96 - 101 * |
| 曹文贵;谭涛;: "考虑数据异常及新旧程度影响有界性的地基沉降预测方法", 湖南大学学报(自然科学版), no. 03, 31 March 2020 (2020-03-31), pages 37 - 42 * |
| 王忠昶;常龙;夏洪春;: "地铁盾构双线隧道施工地层变形及衬砌结构应力数值分析", 大连交通大学学报, no. 01, 15 February 2017 (2017-02-15), pages 81 - 85 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117231308A (zh) * | 2023-11-14 | 2023-12-15 | 中煤隧道工程有限公司 | 一种隧道应力智能预警方法及系统 |
| CN117231308B (zh) * | 2023-11-14 | 2024-02-13 | 中煤隧道工程有限公司 | 一种隧道应力智能预警方法及系统 |
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