一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法技術

本發明專利技術涉及一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法，包括如下步驟：1)進行大跨隧道進行開挖，在現場柱結構上下布上監測點，對監測點進行監測并采集現場監測數據；2)將柱結構的沉降分為1～6部開挖的沉降及后期沉降七個階段，掌握每個階段柱結構自身傾斜；3)通過數值模擬計算，并在與現場柱結構監測點相同的地方布上相應的監測點，得到各施工階段對沉降、柱結構自身傾斜影響的百分比，用百分比乘以給定的各自相應控制標準值，再加上工程類比，綜合分析得到各施工階段的控制標準值；4)利用現場實測值與步驟(3)得到的各施工階段的控制標準值進行比較，在施工過程中根據兩者實時對比，達到預測柱結構斜率變形的目的。

Deformation prediction control method for tunnel structure under underground structure

Predictive control method of deformation of column structure of the present invention relates to a tunnel beneath the underground structures, which comprises the following steps: 1) of large span tunnel excavation at the site under the cloth column structure on monitoring points, monitoring and on-site monitoring data acquisition of monitoring points; 2) the column settlement was divided into 1 ~ the 6 excavation of the settlement and the settlement of seven stages of the column structure of each stage of its master tilt; 3) by numerical simulation, and the corresponding monitoring points in the scene and column structure monitoring points the same place on cloth, get the percentage effect of each construction stage of the settlement, the inclined column structure itself, with the percentage of multiplied by the given respective control standard value, coupled with the engineering analogy, get the control standard of the construction phase of the comprehensive analysis; 4) and the steps of using the measured value (3) of the control of the construction phase of the standard Comparison of quasi values, in the construction process, according to the real-time comparison between the two, to predict the slope deformation of the column structure.

【技術實現步驟摘要】
一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法
本專利技術涉及一種柱結構的變形預測方法，具體涉及一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法，屬于隧道工程施工

技術介紹
目前，隨著各大城市地下工程項目的增多，特別是在目前國內基礎建設高漲的大環境下，北京、上海、天津、南京、廣州、深圳、西安等城市規劃了大量的地下隧道工程項目。受既有建筑物、周邊環境的限制，新建地鐵隧道下穿既有建筑物的現象越來越普遍。為了確保建筑物的安全，特別有柱體結構的建筑物的安全，就必須研究建筑物沉降發展特征，根據各施工階段對建筑物以及柱體結構的影響程度不同采取相應的控制措施。目前一般主要是對柱的總沉降和沉降速率進行控制，然而最終沉降到達穩定之前，總沉降控制方法對建筑物安全有一定的風險。為了嚴格控制柱體結構的安全，對柱體結構的傾斜進行控制，并且把柱體結構的傾斜斜率分解成各個不同的階段進行變形預測控制，最終保證柱體結構的安全。因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種創新的隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法，以克服現有技術中的所述缺陷。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法，其可以及時掌握測點變位監測值和設計預測值的偏離動態，分析原因，及時處理，避免了柱結構風險的積累，使安全施工處于積極主動的地位。為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法，其包括如下施工步驟：1)，對下穿地下構筑物的柱結構的多導洞大跨隧道進行開挖，在現場柱結構上下布上監測點，對監測點進行監測并采集現場監測數據；2)，將柱結構的沉降分為1部開挖的沉降、2部開挖的沉降、3部開挖的沉降、4部開挖的沉降、5部開挖的沉降、6部開挖的沉降及后期沉降七個階段，掌握每個階段柱結構自身傾斜的發展特征；3)，通過數值模擬計算，并在與現場柱結構監測點相同的地方布上相應的監測點，得到各施工階段對沉降、柱結構自身傾斜影響的百分比，用百分比乘以給定的各自相應控制標準值，再加上工程類比，綜合分析，即得到各施工階段的控制標準值；其中，柱結構自身傾斜設定為柱頂水平位移SA和柱底水平位移SB之差與樁自身長度的比值，即為斜率tanα＝(SA-SB)/H；柱結構總沉降控制值在-30mm以內，其傾斜即差異限值小于0.002；4)，利用現場實測值與步驟(3)得到的各施工階段的控制標準值進行比較，在施工過程中根據兩者實時對比，達到預測柱結構斜率變形。本專利技術的隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法進一步為：所述步驟1)中，多導洞大跨隧道開挖步驟為：1部先開挖，相隔10m左右開挖再2部，與2部掌子面相隔10m左右再開挖3部，與3部掌子面相隔10m左右再開挖4部，與4部掌子面相隔10m左右再開挖5部，與5部掌子面相隔10m左右再開挖6部。本專利技術的隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法進一步為：所述步驟4)中，數值模型中選取的監測點應與現場布的監測點相吻合；在各施工階段的控制標準確定中，數值模擬計算結果占60％～70％，其他類似工程經驗占30％～40％。本專利技術的隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法還為：所述步驟4)中，在與控制值對比之前，要剔除壞值；現場監測值要與計算值動態對比；后期沉降階段，通過柱結構現場監測數據，及時反饋、動態施工，超過沉降控制值，采取后續的加固及補救措施。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：1)將總體變位控制量分解到每一步施工階段中，使每一步施工階段都有明確的變形控制目標，具有很強的可操作性；2)對重點觀測測點變位控制有整體規劃，可以明確施工控制的重點，做到有的放矢；3)及時掌握測點變位監測值和設計預測值的偏離動態，分析原因，及時處理，避免了風險的積累，使安全施工處于積極主動的地位。4)可以從柱結構沉降、柱結構自身傾斜對柱的安全性、可靠性進行多方位的評價，保證了柱結構的安全。【附圖說明】圖1是本專利技術的步驟2)完成后的示意圖。圖2是本專利技術的步驟3)中柱結構傾斜率的計算模型圖。【具體實施方式】請參閱說明書附圖1和附圖2所示，本專利技術為一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法，其包括如下施工步驟：(1)下穿地下構筑物的柱結構的多導洞大跨隧道進行開挖，在現場柱結構上下布上監測點，對監測點進行監測并采集現場監測數據(2)將柱結構的沉降分為1部開挖的沉降、2部開挖的沉降、3部開挖的沉降、4部開挖的沉降、5部開挖的沉降、6部開挖的沉降及后期沉降七個階段，掌握每個階段柱結構自身傾斜等沉降發展特征。(3)通過數值模擬計算，并在與現場柱結構監測點相同的地方布上相應的監測點，得到各施工階段對沉降、柱結構自身傾斜影響的百分比，用百分比乘以給定的各自相應控制標準值，再加上工程類比，綜合分析，即得到各施工階段的控制標準值。(4)利用現場實測值與步驟(3)得到的各施工階段的控制標準值進行比較，在施工過程中根據兩者實時對比，達到預測柱結構斜率變形和保證柱結構安全的目的。進一步的，所述步驟(1)中：1)該結構變形預測控制方法適用條件在巖體中，巖體為線彈性材料，柱體傾斜隨著開挖的進行線性增加。2)通過監控量測了解各施工階段地層與支護結構的動態變化，以確保在施工過程中變形過大時及時采取措施保證安全。3)監測系統要采用可靠的儀器進行監測。4)監測點、基準點設置應合理，在監測期間保護好測點。5)多導洞大跨隧道開挖步驟為：1部先開挖，相隔10m左右再開挖2部，與2部掌子面相隔10m左右再開挖3部，與3部掌子面相隔10m左右再開挖4部，與4部掌子面相隔10m左右再開挖5部，與5部掌子面相隔10m左右再開挖6部，如圖2。所述步驟(3)中：1)柱結構自身傾斜設定為柱頂水平位移SA和柱底水平位移SB之差與樁自身長度的比值，即為斜率tanα＝(SA-SB)/H，如圖2。2)柱結構總沉降控制值在-30mm以內，其傾斜即差異限值小于0.002。所述步驟(3)中：1)數值模型中選取的監測點應與現場布的監測點相吻合，以保證數值計算結果的準確性。2)在各施工階段的控制標準確定中，數值模擬計算結果占60％～70％，其他類似工程經驗占30％～40％。所述步驟(4)中：1)現場實測值要準確可靠，在與控制值對比之前，要剔除壞值，以確保比對的準確合理。2)現場監測值要與計算值動態對比，以確保施工安全。3)后期沉降階段，通過柱結構現場監測數據，及時反饋、動態施工，超過沉降控制值，采取后續的加固及補救措施，有效進行柱結構沉降控制。以上的具體實施方式僅為本創作的較佳實施例，并不用以限制本創作，凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本創作的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法，其特征在于：包括如下施工步驟：1)，對下穿地下構筑物的柱結構的多導洞大跨隧道進行開挖，在現場柱結構上下布上監測點，對監測點進行監測并采集現場監測數據；2)，將柱結構的沉降分為1部開挖的沉降、2部開挖的沉降、3部開挖的沉降、4部開挖的沉降、5部開挖的沉降、6部開挖的沉降及后期沉降七個階段，掌握每個階段柱結構自身傾斜的發展特征；3)，通過數值模擬計算，并在與現場柱結構監測點相同的地方布上相應的監測點，得到各施工階段對沉降、柱結構自身傾斜影響的百分比，用百分比乘以給定的各自相應控制標準值，再加上工程類比，綜合分析，即得到各施工階段的控制標準值；其中，柱結構自身傾斜設定為柱頂水平位移S

【技術特征摘要】
1.一種隧道下穿地下構筑物的柱結構變形預測控制方法，其特征在于：包括如下施工步驟：1)，對下穿地下構筑物的柱結構的多導洞大跨隧道進行開挖，在現場柱結構上下布上監測點，對監測點進行監測并采集現場監測數據；2)，將柱結構的沉降分為1部開挖的沉降、2部開挖的沉降、3部開挖的沉降、4部開挖的沉降、5部開挖的沉降、6部開挖的沉降及后期沉降七個階段，掌握每個階段柱結構自身傾斜的發展特征；3)，通過數值模擬計算，并在與現場柱結構監測點相同的地方布上相應的監測點，得到各施工階段對沉降、柱結構自身傾斜影響的百分比，用百分比乘以給定的各自相應控制標準值，再加上工程類比，綜合分析，即得到各施工階段的控制標準值；其中，柱結構自身傾斜設定為柱頂水平位移SA和柱底水平位移SB之差與樁自身長度的比值，即為斜率tanα＝(SA-SB)/H；柱結構總沉降控制值在-30mm以內，其傾斜即差異限值小于0.002；4)，利用現場實測值與步驟(3)得到的各施工階段的控制標準值進行比較，在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：史金洪，施偉，凡彬，趙愛輝，楊艷青，劉劍，劉慶豐，姚琛，曹興隆，李世良，
申請(專利權)人：中鐵開發投資有限公司，
類型：發明
國別省市：云南,53