CN115860483A - 一种公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法 - Google Patents

一种公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法 Download PDF

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CN115860483A
CN115860483A CN202211701634.0A CN202211701634A CN115860483A CN 115860483 A CN115860483 A CN 115860483A CN 202211701634 A CN202211701634 A CN 202211701634A CN 115860483 A CN115860483 A CN 115860483A
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武焕陵
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刘学增
戚兆臣
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桑运龙
丁爽
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SHANGHAI TONGYAN CIVIL ENGINEERING TECHNOLOGY CO LTD
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SHANGHAI TONGYAN CIVIL ENGINEERING TECHNOLOGY CO LTD
Nanjing Public Works Construction Center
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Abstract

本发明涉及一种公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,所述方法包括施工期数据评价步骤和运营期数据评价步骤,其中,所述施工期数据评价步骤包括:获取隧道施工期质检数据,获取与运营期病害相关的病害影响因子的得分;针对每环管片,基于各所述病害影响因子的得分以及预先确定的各病害权重,计算获得运营初期单环健康度;基于所述运营初期单环健康度,确定重点养护检查区段;所述运营期数据评价步骤包括:获取运营期数据;计算获得运营期单环健康度;根据所述运营期单环健康度计算获得土建结构总体健康度,基于所述土建结构总体健康度获取隧道交通运营策略。与现有技术相比,本发明具有可靠性高等优点。

Description

一种公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法
技术领域
本发明涉及盾构隧道安全评价技术领域,尤其是涉及一种基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法及设备。
背景技术
隧道在施工过程中包含了大量的数据信息,包括但不限于管片的生产预制、盾构隧道掘进、拼装、注浆等,由于施工过程质量参差不齐,隧道建成后初期的运营状态实际上并非完好,但目前对隧道运营期的评价都基于运营初期隧道是完好无损的基础进行,因此在评价时往往高估了结构的安全状态。如专利公开CN111445156B的一种基于变权重模糊综合评价的偏压隧道施工安全评价方法。当施工过程中错台量较大、轴线偏差较大或者其他问题时,在后续运营期易产生渗漏水、裂缝等病害,因此需要对施工期数据进行评价,确定隧道运营交付初期的“零状态”,在此基础上结合运营期养护检查、健康监测等多源数据,客观评价隧道运营期结构的安全状态。
目前已有的专利对隧道运营期的评价多基于运营期的养护检查数据,且在安全评价时,病害指标的权重确定较为主观,或者评价的对象为施工期的隧道施工安全性。如专利申请CN108876184A公开的一种高速铁路隧道运营期的安全风险评价及预警方法。但实际上,施工期间的施工质量很大程度上决定了隧道的服役状态和服役年限,现有公开的技术未能很好的评估施工对隧道运营期安全状态的影响,导致目前隧道结构安全评价方法高估了隧道的安全状态,使隧道运行使用存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠性高的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法及设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,包括施工期数据评价步骤和运营期数据评价步骤,其中,
所述施工期数据评价步骤包括:
获取隧道施工期质检数据,基于预先设置的施工分级控制标准,获取与运营期病害相关的病害影响因子的得分;
针对每环管片,基于各所述病害影响因子的得分以及预先确定的各病害权重,计算获得运营初期单环健康度;
基于所述运营初期单环健康度,确定重点养护检查区段;
所述运营期数据评价步骤包括:
基于所述重点养护检查区段,获取运营期数据;
基于所述运营期数据以及预先构建的隧道单点指标评价体系,计算获得运营期单环健康度;
根据所述运营期单环健康度计算获得土建结构总体健康度,基于所述土建结构总体健康度获取隧道交通运营策略。
进一步地,所述隧道施工期质检数据包括管片预制信息、隧道掘进信息和管片拼装信息。
进一步地,所述运营期病害包括混凝土强度不足、钢筋螺栓截面损失、管片错台、管片破损、背后空洞、渗漏水和收敛变形中的多个。
进一步地,通过模拟方式确定与隧道承载性能相关的各病害的所述病害权重。
进一步地,所述运营初期单环健康度的计算公式为:
Figure BDA0004024397330000021
其中,N为影响某病害的病害影响因子的总量,n为运营期的病害类型总量。
进一步地,所述重点养护检查区段通过以下方式确定:
当运营初期单环健康度小于1时,按照设定区段长度对隧道进行重点养护检查区段的划分;
当某环管片的运营初期单环健康度大于等于1时,将该管片与其前后设定环数10环管片共同划分为一个区段,当相邻两个区段距离不超过10环时,合并为一个重点养护检查区段。
进一步地,所述运营期单环健康度的计算公式为:
Figure BDA0004024397330000031
其中,JGCI1Ri为运营期单环健康度,JGCI1Pi为单一病害健康度计算值,fj为单环其他类型病害的影响附加值,n为运营期的病害类型总量。
进一步地,在获得所述运营期单环健康度后,基于考虑地质环境影响的隧道运营初期放大系数计算获得盾构段总体健康度,所述盾构段总体健康度的计算公式为:
Figure BDA0004024397330000032
JGCI1Di=max(JGCI1Ri)
其中,JGCI1为盾构段总体健康度,JGCI1Di为第i个区段的区段健康度,JGCI1Ri为运营期单环健康度,δi为第i个区段的放大系数,k为区段总数。
进一步地,第i个区段的所述放大系数为按照各个区段地基承载力放大和各个区段垂直基床系数确定的放大系数中的较大者。
本发明还提供一种电子设备,包括一个或多个处理器、存储器和被存储在存储器中的一个或多个程序,所述一个或多个程序包括用于执行如上所述基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法的指令。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、现有的评价方法通常采用调研、专家经验等方式,有一定的主观性,本发明通过数值模拟病害得到相同荷载下的直径变形比,通过病害对结构变形的影响程度,确定不同类型病害对隧道服役性能的影响权重,能客观反映病害对隧道承载的影响程度。
2、本发明通过建立施工质检数据与隧道病害之间的关联,以及数值模拟确定不同病害与隧道服役性能之间的关系,从而提出隧道运营初期单环健康度计算方法,可根据不同的施工质量水平,判断隧道运营初期结构安全状态,并根据单环健康度的计算结果,确定养护重点检查的区段。
3、本发明通过对施工期关键数据单一指标的评价,结合施工期关键数据与隧道病害成因的关系,计算病害影响因子,并通过病害影响因子及病害权重计算每一环的健康度得分,从隧道构件单元的角度,实现对运营初期单环健康度的计算,可根据不同的施工质量水平,准确掌握隧道运营初期的结构安全情况,并根据单环健康度的计算结果,确定养护重点检查的区段,提高养护策略的可靠性。
4、现有技术未考虑到施工质量对运营隧道的影响,在对运营期隧道评价时,默认隧道运营初期是完好的,但实际由于施工质量的参差不齐,结构服役性能已经发生了一定程度的衰减。本发明设计了考虑地质环境影响的隧道运营初期放大系数,用来考虑施工质量、隧道运营环境对隧道运营期评估的影响,在运营期对隧道结构安全状态评价时在正常评价得分的基础上乘以放大系数对以对盾构隧道整体进行评价,从而客观评价隧道运营期实际的结构安全状态,可靠性高。
附图说明
图1为本发明的技术思路示意图;
图2为本发明基于监测和检测的隧道单点指标评价体系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,本发明提供一种基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,包括施工期数据评价步骤和运营期数据评价步骤,其中,
所述施工期数据评价步骤包括:获取隧道施工期质检数据,基于预先设置的施工分级控制标准,获取与运营期病害相关的病害影响因子的得分;针对每环管片,基于各所述病害影响因子的得分以及预先确定的各病害权重,计算获得运营初期单环健康度;基于所述运营初期单环健康度,确定重点养护检查区段;
所述运营期数据评价步骤包括:基于所述重点养护检查区段,获取运营期数据;基于所述运营期数据以及预先构建的隧道单点指标评价体系,计算获得运营期单环健康度;根据所述运营期单环健康度计算获得土建结构总体健康度,即为隧道安全评价结果,基于所述土建结构总体健康度获取隧道交通运营策略。
上述安全评价方法,借助施管片预制、盾构施工过程等数据的收集和评价,得到运营初期隧道的“零状态”,从而制定运营期养护的重点检查的区段;此外通过对运营初期隧道整体的评估,结合后续运营期安全评价方法,客观评估隧道的服役性能。
上述方法应用于盾构隧道,通过对施工期关键数据的收集评价,服务于运营期的养护工作,通过建立施工期关键数据与运营期病害之间的关联,并计算不同病害类型对结构承载性能的影响程度,确定运营初期的单环健康度,从而确定运营期养护检查的重点区段,并给出了考虑地层环境的隧道运营初期放大系数对区段评价结果的影响,可为运营期提供客观的安全评价结果。
1、施工期数据收集。
收集隧道施工期的各项数据,包含管片的预制信息、隧道掘进信息和管片拼装信息,具体如下:
预制信息——混凝土强度、钢筋保护层厚度、管片、模具尺寸偏差,密封垫完好程度
掘进信息——管片上浮量、注浆压力、注浆量、二次注浆情况
拼装信息——错台量、轴线偏差(水平、垂直)、椭圆度、成型隧道接缝张开量
2、施工分级控制标准构建。
对运营期的各项病害进行成因分析,建立施工过程数据与运营期病害之间的对应关系,如表1所示,并制定施工期数据的分级控制标准,如表2-表12所示。
表1施工期数据与运营期病害
施工期数据 可能引起的运营期病害
混凝土强度 混凝土强度不足
钢筋保护层厚度 钢筋螺栓截面损失
管片、模具尺寸偏差 错台量大
管片上浮量 错台量大
注浆压力 管片破损
注浆量 背后空洞
二次注浆压力、注浆量 错台量大
轴线偏差(水平、垂直) 错台量大
椭圆度 收敛变形
密封垫完好程度 渗漏水
成型隧道接缝张开量 渗漏水
(1)运营期混凝土强度不足——管片成品混凝土强度
混凝土设计抗压强度σd,管片成品实际混凝土抗压强度σr
令偏差强度比
Figure BDA0004024397330000051
表2偏差强度分级标准
Figure BDA0004024397330000052
Figure BDA0004024397330000061
(2)运营期钢筋螺栓截面损失影响因素——钢筋保护层厚度
设计钢筋保护层厚度d0,实际钢筋保护层厚度d1,令Δd=|d0-d1
表3钢筋保护层厚度偏差分级标准(单位:mm)
Figure BDA0004024397330000062
(3)运营期错台量大影响因素——模具、管片尺寸偏差、上浮量大小、是否二次注浆、轴线偏差。
1)预制阶段影响因素——管片、模具尺寸偏差
表4管片尺寸偏差分级标准(单位:mm)
Figure BDA0004024397330000063
表5管片模具偏差分级标准(单位:mm)
Figure BDA0004024397330000064
2)施工期影响因素-上浮量/二次注浆、轴线偏差
表6管片上浮量分级标准(单位:mm)
等级 1 2 3 4 5
分值 0 0 0 1 2
上浮量 0≤f<15 15≤f<30 30≤f<50 50≤f<70 f≥70
若管片环存在二次注浆的情况,默认分值为2。
表7隧道轴线偏差分级标准(单位:mm)
Figure BDA0004024397330000071
(4)渗漏水影响因素——预制阶段橡胶密封垫破损、成型隧道接缝张开量大1)预制阶段橡胶密封垫破损
表8橡胶密封垫完好情况
Figure BDA0004024397330000072
2)成型隧道接缝张开量大
表9接缝张开量分级标准(单位:mm)
等级 1 2 3 4 5
分值 0 0 0 1 2
接缝张开量 0≤δj<2.7 2.7≤δj<4 4≤δj<5.5 5.5≤δj<8 δj≥8
(5)管片开裂破损影响因素——注浆压力过大
设理论注浆压力σ0,实际的注浆压力σs,注浆压力偏差比
Figure BDA0004024397330000073
表10注浆压力压力偏差比分级标准(单位:mm)
Figure BDA0004024397330000074
(6)背后空洞影响因素——注浆量不足
设理论注浆为V0,实际注浆量Vs,注浆量偏差比
Figure BDA0004024397330000075
表11注浆量偏差比分级标准(单位:mm)
Figure BDA0004024397330000076
(7)收敛变形影响因素——椭圆度
表12椭圆度分级标准(单位:‰)
等级 1 2 3 4 5
分值 0 0 0 1 2
椭圆度 0≤δq<1 1≤δq<2 2≤δq<3 3≤δq<5 δq≥5
3、运营初期单环健康度计算。
总结和分类引起不同运营期病害的施工期数据,并平均分配权重,如表13所示,计算病害成因的影响因子,根据影响因子高低判断病害成因,影响因子越高,则说明该关键数据对病害产生的影响越大。
引起运营期某病害的施工期关键数据影响因子=该关键数据的分值×权重
表13病害权重与施工期关键数据权重
Figure BDA0004024397330000081
上述病害权重的确定具体为:考虑隧道服役性能包括承载和防水两个方面,各占50%,通过模拟病害确定不同病害对隧道承载性能的影响,确定不同病害的病害权重,渗漏水的病害权重定为0.5。
通过模拟方式确定与隧道承载性能相关的各病害的病害权重具体为:
1)建立与隧道实际结构同样尺寸的5环隧道管片的有限元模型,并采用荷载结构法计算中间环的结构变形,其中顶底荷载是从0开始线性增大的荷载,两侧荷载=顶底荷载*侧压力系数,记混凝土达到抗压强度时的隧道直径变形比D0,即竖向变形和横向变形中较大者与隧道设计直径的比值。
2)分别模拟混凝土强度不足、钢筋螺栓截面损失、管片错台、管片破损、背后空洞这几类病害影响下,隧道在和1)中相同形式荷载下的隧道达到混凝土抗压强度的直径变形比,分别为D1、D2、D3、D4、D5
其中混凝土强度不足通过降低混凝土弹性模量模拟,钢筋螺栓截面损失通过降低钢筋和螺栓屈服强度模拟,管片错台通过在装配时调整块与块,环与环之间的距离模拟;管片破损通过降低混凝土屈服强度决定、背后空洞通过降低地层弹簧刚度决定。在模拟时上述病害引起的强度降低的幅度均为原有强度基础上的10%,对于错台而言,错台增加量为设计允许的最大错台量的10%。
3)上述病害的发生导致达到混凝土抗压强度的直径变形比提前到来,因此可以计算混凝土强度不足、钢筋螺栓截面损失、管片错台、管片破损、背后空洞和直径变形比对隧道承载性能的影响大小,即为:
Figure BDA0004024397330000091
按照上述比例对承载部分权重(50%)进行分配,最终得到的混凝土强度不足、钢筋螺栓截面损失、管片错台、管片破损、背后空洞和直径变形比权重为:
Figure BDA0004024397330000092
根据施工期关键数据计算的病害影响影响因子以及上述确定的病害权重计算盾构隧道每一环的得分,即运营初期“零状态”单环健康度,根据分值确定需要运营期重点检查的区段,得分与等级划分如表14所示。当某环管片的得分分值大于等于1时,在后续的运营养护过程中应将其前后10环列为一个重点检查区段。当相邻两个区段距离不超过10环时,合并为一个重点检查区段。
Figure BDA0004024397330000093
N为影响某病害的施工期关键数据的总量,n为运营期的病害类型总量。
表14运营初期“零状态”单环健康度得分及等级划分
等级 1 2 3
得分 [0,1) [1,2) 2
4、放大系数的确定。
第i个区段的所述放大系数为按照各个区段地基承载力放大和各个区段垂直基床系数确定的放大系数中的较大者。
记隧道所有管片环得分为{An},n为隧道管片数量,将所有管片环的得分归一化得到数列
Figure BDA0004024397330000094
按照隧道的下卧地层不同将隧道划分为k个区间,则这k个区间的归一化后的分值为:
{a1,a2,...am1}、{am1+1,am1+2,...am2}…{amk+1,amk+2,...an}
这k个区间下卧20m范围内地层压缩模量加权值(按照土层厚度加权)分别为E1,E2,...Ek,其中
Figure BDA0004024397330000095
则按照地基承载力确定的k个区间的地层放大系数分别为
Figure BDA0004024397330000101
下卧20m范围内地层垂直基床系数加权值分别为:K1,K2,...Kk,其中
Figure BDA0004024397330000102
则按照垂直基床系数确定的k个区间的地层放大系数为
Figure BDA0004024397330000103
考虑软弱地层度对隧道承载不利的角度,第i个区段的放大系数δi为:
Figure BDA0004024397330000104
5、运营期安全评价。
(1)养护检查病害和结构健康监测的单一指标体系及分级标准
收集运营期养护检查和健康监测数据,建立综合养护检查病害和结构健康监测的单一指标体系及分级标准,如图2及表15-35所示。
表15水土压力分级标准
Figure BDA0004024397330000105
注:隧道断面实际埋深Hs,实际水位Hw,单位均为米。
表16混凝土拉应力分级标准
Figure BDA0004024397330000106
表17混凝土压应力分级标准
Figure BDA0004024397330000107
表18接缝张开增量分级标准
Figure BDA0004024397330000108
Figure BDA0004024397330000111
表19管片径向、环间错台增量分级标准
Figure BDA0004024397330000112
表20螺栓应力分级标准
Figure BDA0004024397330000113
表21钢筋拉应力分级标准
Figure BDA0004024397330000114
表22钢筋压应力分级标准
Figure BDA0004024397330000115
表23钢筋、螺栓健康状态分级标准
Figure BDA0004024397330000116
Figure BDA0004024397330000121
表24隧道“横鸭蛋”变形模式收敛分级标准
Figure BDA0004024397330000122
注:c为直径变形比,单位‰。
表25隧道“竖鸭蛋”变形模式收敛分级标准
Figure BDA0004024397330000123
表26绝对沉降分级标准
Figure BDA0004024397330000124
表27管片裂缝宽度分级标准
Figure BDA0004024397330000125
表28管片裂缝长度分级标准
Figure BDA0004024397330000126
表29管片裂缝深度分级标准
Figure BDA0004024397330000127
Figure BDA0004024397330000131
表30管片裂缝密度分级标准
Figure BDA0004024397330000132
表31隧道剥落剥离等级划分
Figure BDA0004024397330000133
表32隧道强度不足分级标准
Figure BDA0004024397330000134
Figure BDA0004024397330000141
表33背后空洞评价分级标准
Figure BDA0004024397330000142
表34隧道渗漏水程度分级标准
Figure BDA0004024397330000143
注:不区分部位影响,不考虑结冰影响;不允许涌水、夹泥沙,出现即按5考虑;出现流水,视为4级;满足设计要求,为2级。
表35隧道渗漏水SPH分级标准
Figure BDA0004024397330000144
注:SpH=|7-PH|。
(2)运营期单环(节)健康度
运营期单环(节)健康度的计算按照如下方式进行:
基于如图2所示的指标体系,确定上述各类型病害健康度等级,按照下式计算运营期单环(节)健康度:
Figure BDA0004024397330000145
式中,
JGCI1Ri—运营期单环(节)健康度计算值,依据计算结果四舍五入确定,大于4时取4;
JGCI1Pi—单一病害健康度计算值,根据指标分级标准,1~5级对应0~4;
fj—单环(节)其他类型病害(除第一分项确定的最大值对应的病害外的其他病害)的影响附加值,包括结构纵向变形、横向变形、结构裂损、材料劣化、渗漏水,可按表36规定选取;
n—单环(节)的病害类型数量。
表36其他类型病害健康度等级对应的影响附加值
其他类型病害健康度 健康度计算值JGCI1Pi 影响附加值fj
1 0 0
2 1 0.1
3 2 0.3
4 3 0.5
5 4 -
根据单环(节)健康度的计算结果,当单环(节)健康度大于3小于4时,需要密切观察结构的状态,及时进行维修加固处置,当单环(节)健康度等于4时,应立即采取手段进行加固,并限制隧道的交通运行,直到单环(节)健康度恢复到3以下时,才可继续通行。
(3)区段和盾构段总体健康度计算
盾构隧道区段健康度取该区段内单环(节)健康度的最大值,即按下式确定:
JGCI1Di=max(JGCI1Ri)
式中,JGCI1Di—第i个区段的健康度。
其中,区段按照以下原则进行划分:
1)根据运营初期计算的运营初期“零状态”单环(节)健康度进行划分,当管片得分小于1时,按照200m一个区段进行划分,最后一个区段大于100m,不足200m时,按照一个区段考虑,最后一个区段小于100m时,合并到前一个区段中;
2)当某环(节)管片的得分分值大于等于1时,在后续的运营养护过程中应将其前后10环划分一个重点检查区段。当相邻两个区段距离不超过10环时,合并为一个重点检查区段。
盾构段总体健康度,按下式确定:
Figure BDA0004024397330000151
式中,JGCI1—盾构段总体健康度。k为划分的隧道区段总数,δi为第i个区间的放大系数,JGCI1Di为第i个区段的健康度。
(4)土建结构总体健康度计算
公路及城市快速路盾构隧道土建设施整体健康度按下式计算:
Figure BDA0004024397330000161
式中,
JGCI——隧道土建结构整体健康度计算值,值域0~100;
JGCIi——隧道土建结构各分项的健康度计算值,包括主体结构、道路结构、洞口洞门等,值域0~4;
wi——各分项权重,可按表37确定。
p——为隧道结构分项的总数。
表37隧道结构各项分项权重表
Figure BDA0004024397330000162
注:当主体结构包含明挖段和盾构段时,取明挖段和盾构段主体结构健康度计算值的较大值,作为全线主体结构的代表值。
洞口洞门(含敞开段及光过渡建筑)、工作井、检修道、排水设施、内装饰道路结构等分项技术状况评定宜采用定性评价,可按表38执行。
表38其他分项技术状况评定标准
Figure BDA0004024397330000163
Figure BDA0004024397330000171
Figure BDA0004024397330000181
隧道土建结构整体健康度计算值确定后,按照表39评定其健康度等级。
表39土建结构健康度分类标准
Figure BDA0004024397330000182
考虑运行安全,以下特殊情况需注意:
(1)当洞口洞门、主体结构、道路结构、牛腿、烟道板及预埋件、标志/标线/轮廓标和内装饰的任一分项健康度等级为4或5级(即计算值达到3或4)时,土建结构健康度应直接评为4级或5级。
(2)有下列情况之一时,相应分项的健康度等级应评定为5级(计算值为4),隧道土建结构整体健康度应评为5级:
1)主体结构出现大范围开裂、结构性裂缝深度贯穿混凝土,混凝土脱落现象严重,可能危及行车道内的通行安全。
2)主体结构发生明显的永久变形,且有危及结构安全和行车安全的趋势。
3)地下水大规模涌流、喷射,路面出现涌泥沙或大面积严重积水等威胁交通安全的现象。
4)路面发生严重隆起或沉降,路面板严重错台、断裂,严重影响行车安全。
5)洞顶各种预埋件和防火板(涂料)严重锈蚀或脱落,各种桥架和挂件出现严重变形或脱落;
6)隧道顶部加固件破损等有侵限危险的现象。
上述方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,包括施工期数据评价步骤和运营期数据评价步骤,其中,
所述施工期数据评价步骤包括:
获取隧道施工期质检数据,基于预先设置的施工分级控制标准,获取与运营期病害相关的病害影响因子的得分;
针对每环管片,基于各所述病害影响因子的得分以及预先确定的各病害权重,计算获得运营初期单环健康度;
基于所述运营初期单环健康度,确定重点养护检查区段;
所述运营期数据评价步骤包括:
基于所述重点养护检查区段,获取运营期数据;
基于所述运营期数据以及预先构建的隧道单点指标评价体系,计算获得运营期单环健康度;
根据所述运营期单环健康度计算获得土建结构总体健康度,基于所述土建结构总体健康度获取隧道交通运营策略。
2.根据权利要求1所述的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,所述隧道施工期质检数据包括管片预制信息、隧道掘进信息和管片拼装信息。
3.根据权利要求1所述的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,所述运营期病害包括混凝土强度不足、钢筋螺栓截面损失、管片错台、管片破损、背后空洞、渗漏水和收敛变形中的多个。
4.根据权利要求1所述的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,通过模拟方式确定与隧道承载性能相关的各病害的所述病害权重。
5.根据权利要求1所述的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,所述运营初期单环健康度的计算公式为:
Figure FDA0004024397320000011
其中,N为影响某病害的病害影响因子的总量,n为运营期的病害类型总量。
6.根据权利要求1所述的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,所述重点养护检查区段通过以下方式确定:
当运营初期单环健康度小于1时,按照设定区段长度对隧道进行重点养护检查区段的划分;
当某环管片的运营初期单环健康度大于等于1时,将该管片与其前后设定环数10环管片共同划分为一个区段,当相邻两个区段距离不超过10环时,合并为一个重点养护检查区段。
7.根据权利要求1所述的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,所述运营期单环健康度的计算公式为:
Figure FDA0004024397320000021
其中,JGCI1Ri为运营期单环健康度,JGCI1Pi为单一病害健康度计算值,fj为单环其他类型病害的影响附加值,n为运营期的病害类型总量。
8.根据权利要求1所述的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,在获得所述运营期单环健康度后,基于考虑地质环境影响的隧道运营初期放大系数计算获得盾构段总体健康度,所述盾构段总体健康度的计算公式为:
Figure FDA0004024397320000022
JGCI1Di=max(JGCI1Ri)
其中,JGCI1为盾构段总体健康度,JGCI1Di为第i个区段的区段健康度,JGCI1Ri为运营期单环健康度,δi为第i个区段的放大系数,k为区段总数。
9.根据权利要求8所述的基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法,其特征在于,第i个区段的所述放大系数为按照各个区段地基承载力放大和各个区段垂直基床系数确定的放大系数中的较大者。
10.一种电子设备,其特征在于,包括一个或多个处理器、存储器和被存储在存储器中的一个或多个程序,所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-9任一所述基于建养数据的公路及城市快速路盾构隧道结构安全评价方法的指令。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116342556A (zh) * 2023-03-30 2023-06-27 中国自然资源航空物探遥感中心 一种基于热红外遥感的高原隧道安全隐患识别方法

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