[發明專利]一種盾構下穿施工對結構物影響的風險管控系統

在審

• 申請號: 202110343915.2
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN113153334A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 張鵬遠;邢穎;楊緯華;黃雪梅;高玉春;張功;付春青;田世文
• 申請（專利權）人: 北京住總集團有限責任公司
• 主分類號: E21D9/093
• 分類號: E21D9/093;E21D9/00;E21F17/18;G06F30/20
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發明涉及一種盾構下穿施工對結構物影響的風險管控系統，包括：值分析平臺，用于建立盾構下穿掘進的數值分析模型；用于采集能夠表征構物形變的特征參數的監控點和監控中心。基于數值分析平臺、監控點和控中心的判斷，在實際安全評估中的至少一個安全參數處于危險閾值內的況下，初步安全評估和實際安全評估用于調整第一施工參數，調整后的第施工參數能夠使得結構物在盾構下穿施工過程中處于可控和/或安全狀態該系統能夠通過數據采集和分析實現實時施工過程的監測和參數調整。

本發明是申請號為201911091899.1，申請日為2019年11月11日，申請類型為發明，申請名稱為一種盾構下穿的結構物的形變控制方法及評估系統的分案申請。

技術領域

本發明涉及隧道工程技術領域，尤其涉及一種盾構下穿施工對結構物影響的風險管控系統。

背景技術

作為城市地下空間的重要組成部分，城市地鐵已經在我國獲得了大規模的發展。除地下鐵道外，各大城市都在相繼建設各種城市公路隧道、鐵路隧道、市政隧道、人防隧道和電力電纜隧道等地下隧道來解決日益嚴重的城市空間擁擠問題。但是，在城市建設隧道的過程中，由于地質條件和施工工藝的限制，盾構機掘進扔不可避免地會對周圍環境產生擾動，從而危及鄰近結構物(如地表的結構物、樁基、地下管線、基坑以及相鄰的已建管道)的安全和正常使用。隧道周邊的結構物的損害問題日益突出。

北京地鐵是我國城市交通的象征之一，自1965年開始修建地鐵起至今已經發展近55年，其發展規模大、發展速度快、修建技術水平取得革命性突破。北京地鐵12號線是北三環線，是北京北部的加密線，其中三元橋站位于機場高速東側。其中，西壩河站-三元橋站的設計走向為：沿北三環東路向東南敷設，左線以一組R-1200m反向曲線增大線間距至35m，從三元西橋兩側繞行通過，至機場高速路前左線以R-400m曲線、右線以R-400m曲線調整線路走向并縮小線間距至17.2m，下穿三元橋匝道橋后轉向首都機場高速路東側敷設，到達西壩河站。北京作為全國的政治文化中心、地鐵開發建設的主要城市，盾構施工的安全效益顯得尤為敏感和突出，因此，加強北京地鐵盾構法施工風險管控和安全控制技術研究具有十分重要的意義，而且非常緊迫。

目前盾構施工管理基本建立了盾構施工危險源辨識、盾構施工系統進行風險評價以及盾構風險的系統科學控制；從業主到施工單位至下而上建立起在盾構施工過程中集中、垂直的風險管理體制和覆蓋各盾構工程風險的全面風險管理體系，建立有效平衡風險與回報管理能力的企業內控和運行機制；從技術層面，依托現有盾構風險管控平臺，可基本實現對盾構施工全過程的信息收集、處理及管控。但對于單條線路及某一標段而言，只能從信息平臺讀取其基本信息，且對于各類穿越風險源區只有平面位置關系，缺乏其空間關系、時間關系的補充。平臺的功能主要依托現有監測數據的傳輸，尤其以沉降監控為例，需要大量的監測人員，且無法實現對穿越過程的預判預警，對于施工穿越過程的信息儲備滯后

在盾構施工過程中，由于土體損失、周圍孔隙水壓變化及襯砌變形等，土體的原始應力重新分配，原有的土體平衡狀態遭到破壞，導致地表發生下沉變形、傾斜變形、曲率變形、水平移動變形及非連續變形等。地表產生的移動和變形較大時，往往會引起地上或地下鄰近結構物的開裂、沉降和傾斜等安全問題。例如，

一、盾構施工對地面結構物的影響主要表現為：

(1)地表沉降會使結構物產生整體下沉；

(2)不均勻沉降將導致地表傾斜，從而結構物容易產生結構破壞形成裂縫；

(3)土體變形會使地表形成曲面而產生曲率，地表曲率會造成結構物中部沉降大，端部沉降小，結構物中央部分懸空，端部受剪；

(4)結構物對地表拉伸變形比較敏感，當基礎側面受外向水平推力時，薄弱部位容易產生裂縫，同時門窗洞口產生變形、屋頂鼓起、縱墻或圍墻產生褶曲。

二、盾構施工對地下管線的影響

(1)造成管道的橫向彎曲和縱向彎曲，且橫向彎曲的程度遠大于縱向彎曲。