[發(fā)明專利]盾構(gòu)隧道施工地表沉降仿真檢測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010592551.3
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102071944A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王守慧;楊顏志;王華偉;金先龍;劉泉維;張偉偉;陳健;王新;楊紀彥
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵十四局集團有限公司;上海交通大學(xué)
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種機械檢測技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種盾構(gòu)隧道施工地表沉降仿真檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在盾構(gòu)施工過程中，地表沉降是施工安全中最重要的參考指標(biāo)，尤其是當(dāng)隧道上方地表存在建筑物時，較大范圍的地表沉降不僅能使地表建筑物擾動偏斜，而且很可能導(dǎo)致隧道施工過程中的塌陷和冒頂，對地表沉降進行實時監(jiān)測是隧道施工過程中非常重要的一項技術(shù)。針對地表沉降，有多種控制系統(tǒng)在施工中應(yīng)用。

對地表沉降控制的施工工法以及地表沉降的硬件檢測系統(tǒng)較多，但很少涉及虛擬仿真。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利號ZL200620019599.4，名稱為：差動式光纖Bragg光柵沉降儀，該技術(shù)通過光電測量器件，可實現(xiàn)對地表沉降的遠距離檢測。分別將懸臂梁和沉降墩放置于待測地表位置，通過沉降墩地表將沉降的位移量轉(zhuǎn)變?yōu)閼冶哿旱淖冃?，使分別粘貼在懸臂梁上、下表面的光纖Bragg光柵的Bragg波長發(fā)生移位，再用普通光纖光柵分析儀獲取兩根光纖Bragg光柵的Bragg波長移位量，將測量結(jié)構(gòu)進行差動運算，從而得到待測地表沉降量。中國申請專利：控制基坑施工過程中周圍地表沉降的施工方法和淺埋下穿高速公路不均勻地層超大斷面隧道的初期支護構(gòu)造，側(cè)重于從施工工法以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面控制施工過程中的地表沉降。但由于開發(fā)原理的差別，使得上述系統(tǒng)或者構(gòu)成偏于復(fù)雜、多種組成設(shè)備成本很高；或者系統(tǒng)的運用，僅能面向施工過程，在應(yīng)用過程中被動控制地表沉降量，雖然能很好的控制地表沉降，但屬于一種典型的被動防范方法，缺乏對施工過程中地表沉降的提前預(yù)處理能力。一旦施工過程中出現(xiàn)較大地表沉降，即便能實時處理，依然會給施工過程帶來較大的困難和風(fēng)險，因此地表沉降的提前預(yù)處理在盾構(gòu)隧道施工過程中具有較大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種盾構(gòu)隧道施工地表沉降仿真檢測系統(tǒng)，通過虛擬仿真，實現(xiàn)了對施工過程中地表沉降的預(yù)先檢測，具有主動防范地表沉降過大的功能，且脫離對硬件設(shè)備的依賴，固而省去了其高昂的購買和維護成本。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括：隧道施工力學(xué)建模模塊、地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)輸入模塊、隧道施工參數(shù)管理模塊、地表沉降虛擬檢測模塊、存儲模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，其中：隧道施工力學(xué)建模模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸施工力學(xué)模型信息，地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)輸入模塊與隧道施工參數(shù)管理模塊相連傳輸勘測的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息，隧道施工參數(shù)管理模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸施工參數(shù)信息，地表沉降虛擬檢測模塊與存儲模塊相連傳輸?shù)乇沓两堤摂M檢測數(shù)據(jù)信息，存儲模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連對存儲的信息進行處理傳輸經(jīng)處理的信息。

所述的施工力學(xué)模型信息是指：軸心線模型信息、土體力學(xué)模型信息、隧道力學(xué)模型信息和交互力學(xué)模型信息。

所述的施工參數(shù)信息是指：泥土壓力信息、外水壓力信息、泥水壓力信息、掘進速度數(shù)據(jù)信息和千斤頂推力信息。

所述的地表沉降虛擬檢測數(shù)據(jù)信息是指：地表沉降虛擬檢測信息、土體力學(xué)信息、隧道力學(xué)信息和隧道土體交互力學(xué)信息。

所述的隧道施工力學(xué)建模模塊包括：軸心線模型子模塊、土體力學(xué)模型子模塊、隧道力學(xué)模型子模塊和交互力學(xué)模型子模塊，其中：軸心線模型子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸軸線坐標(biāo)信息，土體力學(xué)模型子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸土體力學(xué)信息，隧道力學(xué)模型子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸隧道力學(xué)信息，交互力學(xué)模型子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸隧道土體交互力學(xué)信息。

所述的隧道施工參數(shù)管理模塊包括：土壓數(shù)據(jù)子模塊、水壓數(shù)據(jù)子模塊、泥水壓力數(shù)據(jù)子模塊、掘進數(shù)據(jù)子模塊和千斤頂壓力數(shù)據(jù)子模塊，其中：土壓數(shù)據(jù)子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸泥土壓力信息，水壓數(shù)據(jù)子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲相連傳輸外水壓力信息，泥水壓力數(shù)據(jù)子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸泥水壓力信息，掘進數(shù)據(jù)子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸掘進速度數(shù)據(jù)信息，千斤頂壓力數(shù)據(jù)子模塊分別與地表沉降虛擬檢測模塊和存儲模塊相連傳輸千斤頂推力信息。