[發明專利]一種基于數字化的隧道微擾動施工控制方法

有效

• 申請號: 201310365521.2
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103422867A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 陸小龍;楊文威;何真珍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網上海市電力公司;上海市區供電設計有限公司
• 主分類號: E21D9/093
• 分類號: E21D9/093;E21D9/00;E21F17/18
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及一種電力隧道施工控制技術，尤其是涉及一種基于數字化的隧道微擾動施工控制方法。

背景技術

城市電力隧道有別于一般隧道工程的是，其通常在人口稠密、經濟相對較為發達的城市中建設。不僅要考慮建設區域的工程地質情況，還要考慮隧道所經區域的自然地理和社會經濟發展狀況，包括城市地表人口密集程度、建筑物分布、地下管線和地下已有構筑物等。在人類愈來愈關注安全與環保的情況下，工程的施工所帶來的沿線的環境地質問題，比如地表沉降等，已經引起大家的相當重視。需要對隧道施工過程采取數字化遠程監控，及時掌握隧道周圍地表變形等信息。城市電力隧道，工程項目大、投資多，施工工期長，涉及到大量的施工及監測等數據，這些數據信息量相當龐大甚至是海量的，將這些海量數據以數字化的形式存儲于計算機，從而避免繁瑣的檔案數據管理之苦。

重點施工穿越段不同于一般區間段，城市隧道的施工對地層擾動影響的控制越來越嚴格，主要基于兩個方面：一是地表及深層位移的控制，目的是保護地表和深層臨近建(構)筑物的正常使用；另一方面是隧道施工本身的安全性問題。前者在很多條件下是極其苛刻的，如穿越運營中的地鐵隧道，變形要求控制在毫米級；后者在靈敏度極高或風險較大的高水壓、砂性地層中，施工擾動輕者會導致軸線偏離、隧道滲水、上浮等，過大的擾動這會導致隧道開挖面的失穩、冒頂事故等。盡管盾構法是一種軟弱地層擾動較小的隧道施工工法，但在要求極為苛刻的條件下，擾動有進一步縮小的必要，這就要求對盾構施工的各項參數進行精細的控制，由于微擾動條件下土的力學行為不同，導致地層位移的發展規律不同，從而對施工條件的要求與常規條件下有很大的不同，因此，采用微擾動施工進行施工安全控制就非常必要。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提高施工安全性、施工控制信息精確的基于數字化的隧道微擾動施工控制方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于數字化的隧道微擾動施工控制方法，該方法用于對穿越已運行地鐵的隧道施工進行微擾動控制，具體包括以下步驟：

1)獲取施工參數；

2)通過信號傳感器實時獲取穿越已運行地鐵時的監測數據；

3)將施工參數和監測數據作為圖像生成器的輸入，自動獲得監控圖像，并傳輸給控制中心；

4)控制中心根據監控圖像判斷是否存在施工擾動，若是，則實時修正施工參數后再進行施工，若否，則以設定好的施工參數控制施工設備繼續施工。

所述的施工參數包括盾構機俯仰角、推進速度、總推力、刀盤扭矩、同步注漿量、盾構切口距離穿越段的距離。

所述的監測數據包括孔隙水壓力、不排水模量、孔隙比、應力路徑、應變、土體位移和溫度。

所述的監控圖像二維監控圖、三維監控圖、管片監控圖和地質剖面圖。

所述的存在施工擾動包括當前施工路線偏離設計路線或土體位移超出設定范圍。

所述的施工設備包括盾構機或頂管機。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1)本發明通過對施工過程的實時監控實現隧道施工的微擾動控制，提高了施工的精確度和安全性；

2)本發明在穿越已運行地鐵時對施工過程進行了實時監控，各種監測數據、施工參數形成監控圖像，使施工過程得到了實時展現，使順利安全穿越得到了信息保障。

附圖說明

圖1為本發明的流程示意圖；

圖2為實施例中1#--2#穿越1和10號線二維數字化地質剖面。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例

如圖1所示，一種基于數字化的隧道微擾動施工控制方法，該方法用于對穿越已運行地鐵的隧道施工進行微擾動控制，具體包括以下步驟：

1)獲取施工參數，包括盾構機俯仰角、推進速度、總推力、刀盤扭矩、同步注漿量、盾構切口距離穿越段的距離等；

2)通過信號傳感器實時獲取穿越已運行地鐵時的監測數據。包括孔隙水壓力、不排水模量、孔隙比、應力路徑、應變、土體位移和溫度等；

3)將施工參數和監測數據作為圖像生成器的輸入，自動獲得監控圖像，并傳輸給控制中心，監控圖像二維監控圖、三維監控圖、管片監控圖和地質剖面圖；