[發(fā)明專利]一種頂管沉降控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210708809.4
• 申請(qǐng)日: 2022-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN115046055A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪蘭;張久星;張超;李征;商偉陽;單東輝;彭杉;王輝;閆東月;王曉燁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京住總集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F16L1/028
• 分類號(hào): F16L1/028;F16L1/11;G06F30/23
• 代理公司: 北京之于行知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11767
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明涉及一種頂管沉降控制系統(tǒng)及方法。頂管沉降的控制系統(tǒng)通過從頂進(jìn)管件內(nèi)部向頂進(jìn)管件外注入觸變泥漿形成泥漿套的方式抑制頂管過程中因地層損失引發(fā)的地面沉降。頂管沉降的控制系統(tǒng)包括：處理單元、數(shù)據(jù)收集單元和沉降控制單元。數(shù)據(jù)收集單元采集頂管現(xiàn)場(chǎng)物理參變量并將物理參變量發(fā)送至處理單元進(jìn)行建模仿真。處理單元對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析得出至少兩種不同的泥漿參變量，并將泥漿參變量發(fā)送至沉降控制單元。沉降控制單元配置為：響應(yīng)于泥漿參變量之收到，在進(jìn)行頂管的情況下，按照泥漿參變量向頂進(jìn)管件外注入觸變泥漿形成泥漿套。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及頂管施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頂管沉降控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

頂管法作為一種不開槽施工方法，其最大的優(yōu)越性在于采用不開槽的暗挖方式，這對(duì)交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下構(gòu)筑物和管線復(fù)雜的城市管道施工來說具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是作為一種地下開挖方法，頂管施工也不可避免地會(huì)對(duì)管道周圍的土體產(chǎn)生擾動(dòng)，甚至?xí)疬^大的地面沉降。

在頂管法廣泛應(yīng)用的今天，頂管施工控制技術(shù)的發(fā)展使得長(zhǎng)距離、大管徑以及一些復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的高難度頂管施工能夠順利開展，但目前在軟弱地層淺覆土條件下的大直徑人工頂管施工技術(shù)中仍存在著地面沉降控制難的問題。在頂管施工過程中，當(dāng)土體位移過大時(shí)，頂管施工將對(duì)施工區(qū)域周圍建筑物(結(jié)構(gòu))和鄰近地下管線構(gòu)成危害。

現(xiàn)有技術(shù)在地面沉降控制方面，針對(duì)頂管頂進(jìn)過程中的地面沉降數(shù)值模擬分析居多，例如公開號(hào)為CN102494667A的專利公開了一種表征地面沉降的方法。所述方法包括建立地面沉降表征指標(biāo)體系。地面沉降表征體系包括：點(diǎn)指標(biāo)體系、線指標(biāo)體系、面指標(biāo)體系和體指標(biāo)體系。點(diǎn)指標(biāo)體系包括：沉降量、最大沉降量、沉降速率、最大沉降速率、累計(jì)沉降量、平均沉降量和矢量方向，用來表征地面沉降的量值和速率。線指標(biāo)體系包括：沉降差、傾斜和不均勻沉降系數(shù)，用來表征不同點(diǎn)之間的差異沉降。面指標(biāo)體系包括：沉降面積、沉降面積變化率和漏斗密度，用來表征地面沉降在平面上的展布規(guī)律和漏斗發(fā)育的密度。體指標(biāo)體系包括：沉降漏斗體積、沉降漏斗體積變化率、極限沉降時(shí)間、單位沉降體積損失和漏斗類型，用來表征地面沉降的三維特征。但是現(xiàn)有技術(shù)缺少對(duì)于頂進(jìn)過程中地面沉降控制方法，特別是在淺覆土大直徑人工頂管方面的地面沉降控制方法。

綜上所述，本發(fā)明提供一種頂管沉降的控制系統(tǒng)及方法以解決現(xiàn)有技術(shù)存在之不足。本發(fā)明通過從管件內(nèi)部向管件外注入觸變泥漿形成泥漿套的方式抑制頂管過程中因地層損失引發(fā)的地面沉降。

此外，一方面由于對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解存在差異；另一方面由于申請(qǐng)人做出本發(fā)明時(shí)研究了大量文獻(xiàn)和專利，但篇幅所限并未詳細(xì)羅列所有的細(xì)節(jié)與內(nèi)容，然而這絕非本發(fā)明不具備這些現(xiàn)有技術(shù)的特征，相反本發(fā)明已經(jīng)具備現(xiàn)有技術(shù)的所有特征，而且申請(qǐng)人保留在背景技術(shù)中增加相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)之權(quán)利。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種頂管沉降控制系統(tǒng)。所述頂管沉降的控制系統(tǒng)通過從頂進(jìn)管件內(nèi)部向頂進(jìn)管件外注入觸變泥漿形成泥漿套的方式抑制頂管過程中因地層損失引發(fā)的地面沉降。所述頂管沉降的控制系統(tǒng)包括：處理單元、數(shù)據(jù)收集單元和沉降控制單元。所述數(shù)據(jù)收集單元采集頂管現(xiàn)場(chǎng)物理參變量并將所述物理參變量發(fā)送至所述處理單元進(jìn)行建模仿真。所述處理單元對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析得出至少兩種不同的泥漿參變量，并將所述泥漿參變量發(fā)送至所述沉降控制單元。所述沉降控制單元配置為：響應(yīng)于泥漿參變量之收到，在進(jìn)行頂管的情況下，按照泥漿參變量向頂進(jìn)管件外注入觸變泥漿形成泥漿套。

本發(fā)明通過從頂進(jìn)管件內(nèi)部向頂進(jìn)管件外注入觸變泥漿形成泥漿套的方式填補(bǔ)頂管施工中的地層損失從而抑制地面沉降，地表沉降控制效果良好。本發(fā)明解決了淺覆土軟弱地層大直徑人工頂管施工地面沉降等問題。本發(fā)明使用的地面沉降預(yù)控制技術(shù)均減小了施工的風(fēng)險(xiǎn)，提高了施工效率，縮短了施工工期，確保了施工的安全及質(zhì)量。