[發明專利]一種盾構下穿施工引起既有隧道變形的預測方法

有效

• 申請號: 201710537125.1
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107562977B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 袁大軍;李興高;金大龍;鄭浩田;韋家昕;吳俊;沈翔;高振峰
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;白淑賢

1.一種盾構下穿施工引起既有隧道變形的預測方法，其特征在于，該方法的步驟包括：

S1：根據線路規劃設計圖確定新建隧道下穿既有隧道位置，獲取包含既有隧道和新建隧道在內的土層參數，確定土體的彈性模量E_S；

S2：確定下穿區域既有隧道和新建隧道垂直向空間位置及水平向空間夾角；

S3：確定既有隧道的縱向剛度EI_eq，其中E為鋼筋混凝土襯砌剛度；I_eq為隧道截面慣性矩；E_t為管片環的彈性模量；I_t為管片環的斷面慣性矩；為中性軸位置的角度；

S4：通過測量新建隧道盾構在穿越前常規掘進段過程中地層變形參數，得到新建隧道盾構施工引起地表橫截面沉降最大值S_max；

S5：計算確定既有隧道沉降槽寬度i_t，i_t＝K_t·(z₀-z)，K_t＝η_D·η_R·K，為考慮既有隧道埋深影響的修正系數，η_R＝-1.56+1.42lnC為考慮既有隧道剛度影響的修正系數；其中K_t為修正的沉降槽寬度系數；a為地層條件參數，粘性土中取0.65，砂質土中取0.5；z₀為新建盾構隧道中心軸線埋深；z為既有隧道計算點埋深；K為地表沉降槽寬度系數；C為既有隧道結構土體剛度比，EI_eq為隧道縱向剛度；E_s為土體彈性模量；A_s為隧道橫截面積；

S6：計算確定修正后的地層損失率V_t，其中V為原地層損失率；α為既有隧道和新建隧道空間夾角；D為隧道直徑；i＝K×z₀為地表沉降槽寬度；K為地表沉降槽寬度系數；z₀為新建盾構隧道中心軸線埋深；

S7：根據步驟S5和S6中計算所得的沉降槽寬度i_t和地層損失率V_t，計算既有隧道計算點的沉降值S，其中x為新建隧道中心沿既有隧道軸線至所計算點距離，A為隧道截面積，D為隧道直徑。

2.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述既有隧道和新建隧道空間夾角α為新建盾構隧道軸線與既有隧道軸線間夾角，考慮既有隧道和新建隧道非正交穿越時，橫斷面沉降槽同樣符合Peck公式高斯分布。

3.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述S2中下穿區域既有隧道和新建隧道垂直向空間位置包括確定既有隧道拱底的埋深，即關注測點為既有隧道拱底道床位置。

4.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述S4中穿越前常規掘進段定義為與穿越區域水文工程地質條件相似、掘進施工參數相近的掘進區段。