一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法技术

本发明专利技术涉及一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法，包括如下步骤：1)进行大跨隧道进行开挖，在现场柱结构上下布上监测点，对监测点进行监测并采集现场监测数据；2)将柱结构的沉降分为1～6部开挖的沉降及后期沉降七个阶段，掌握每个阶段柱结构自身倾斜；3)通过数值模拟计算，并在与现场柱结构监测点相同的地方布上相应的监测点，得到各施工阶段对沉降、柱结构自身倾斜影响的百分比，用百分比乘以给定的各自相应控制标准值，再加上工程类比，综合分析得到各施工阶段的控制标准值；4)利用现场实测值与步骤(3)得到的各施工阶段的控制标准值进行比较，在施工过程中根据两者实时对比，达到预测柱结构斜率变形的目的。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法
本专利技术涉及一种柱结构的变形预测方法，具体涉及一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法，属于隧道工程施工

技术介绍
目前，随着各大城市地下工程项目的增多，特别是在目前国内基础建设高涨的大环境下，北京、上海、天津、南京、广州、深圳、西安等城市规划了大量的地下隧道工程项目。受既有建筑物、周边环境的限制，新建地铁隧道下穿既有建筑物的现象越来越普遍。为了确保建筑物的安全，特别有柱体结构的建筑物的安全，就必须研究建筑物沉降发展特征，根据各施工阶段对建筑物以及柱体结构的影响程度不同采取相应的控制措施。目前一般主要是对柱的总沉降和沉降速率进行控制，然而最终沉降到达稳定之前，总沉降控制方法对建筑物安全有一定的风险。为了严格控制柱体结构的安全，对柱体结构的倾斜进行控制，并且把柱体结构的倾斜斜率分解成各个不同的阶段进行变形预测控制，最终保证柱体结构的安全。因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法，以克服现有技术中的所述缺陷。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法，其可以及时掌握测点变位监测值和设计预测值的偏离动态，分析原因，及时处理，避免了柱结构风险的积累，使安全施工处于积极主动的地位。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法，其包括如下施工步骤：1)，对下穿地下构筑物的柱结构的多导洞大跨隧道进行开挖，在现场柱结构上下布上监测点，对监测点进行监测并采集现场监测数据；2)，将柱结构的沉降分为1部开挖的沉降、2部开挖的沉降、3部开挖的沉降、4部开挖的沉降、5部开挖的沉降、6部开挖的沉降及后期沉降七个阶段，掌握每个阶段柱结构自身倾斜的发展特征；3)，通过数值模拟计算，并在与现场柱结构监测点相同的地方布上相应的监测点，得到各施工阶段对沉降、柱结构自身倾斜影响的百分比，用百分比乘以给定的各自相应控制标准值，再加上工程类比，综合分析，即得到各施工阶段的控制标准值；其中，柱结构自身倾斜设定为柱顶水平位移SA和柱底水平位移SB之差与桩自身长度的比值，即为斜率tanα＝(SA-SB)/H；柱结构总沉降控制值在-30mm以内，其倾斜即差异限值小于0.002；4)，利用现场实测值与步骤(3)得到的各施工阶段的控制标准值进行比较，在施工过程中根据两者实时对比，达到预测柱结构斜率变形。本专利技术的隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法进一步为：所述步骤1)中，多导洞大跨隧道开挖步骤为：1部先开挖，相隔10m左右开挖再2部，与2部掌子面相隔10m左右再开挖3部，与3部掌子面相隔10m左右再开挖4部，与4部掌子面相隔10m左右再开挖5部，与5部掌子面相隔10m左右再开挖6部。本专利技术的隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法进一步为：所述步骤4)中，数值模型中选取的监测点应与现场布的监测点相吻合；在各施工阶段的控制标准确定中，数值模拟计算结果占60％～70％，其他类似工程经验占30％～40％。本专利技术的隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法还为：所述步骤4)中，在与控制值对比之前，要剔除坏值；现场监测值要与计算值动态对比；后期沉降阶段，通过柱结构现场监测数据，及时反馈、动态施工，超过沉降控制值，采取后续的加固及补救措施。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1)将总体变位控制量分解到每一步施工阶段中，使每一步施工阶段都有明确的变形控制目标，具有很强的可操作性；2)对重点观测测点变位控制有整体规划，可以明确施工控制的重点，做到有的放矢；3)及时掌握测点变位监测值和设计预测值的偏离动态，分析原因，及时处理，避免了风险的积累，使安全施工处于积极主动的地位。4)可以从柱结构沉降、柱结构自身倾斜对柱的安全性、可靠性进行多方位的评价，保证了柱结构的安全。【附图说明】图1是本专利技术的步骤2)完成后的示意图。图2是本专利技术的步骤3)中柱结构倾斜率的计算模型图。【具体实施方式】请参阅说明书附图1和附图2所示，本专利技术为一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法，其包括如下施工步骤：(1)下穿地下构筑物的柱结构的多导洞大跨隧道进行开挖，在现场柱结构上下布上监测点，对监测点进行监测并采集现场监测数据(2)将柱结构的沉降分为1部开挖的沉降、2部开挖的沉降、3部开挖的沉降、4部开挖的沉降、5部开挖的沉降、6部开挖的沉降及后期沉降七个阶段，掌握每个阶段柱结构自身倾斜等沉降发展特征。(3)通过数值模拟计算，并在与现场柱结构监测点相同的地方布上相应的监测点，得到各施工阶段对沉降、柱结构自身倾斜影响的百分比，用百分比乘以给定的各自相应控制标准值，再加上工程类比，综合分析，即得到各施工阶段的控制标准值。(4)利用现场实测值与步骤(3)得到的各施工阶段的控制标准值进行比较，在施工过程中根据两者实时对比，达到预测柱结构斜率变形和保证柱结构安全的目的。进一步的，所述步骤(1)中：1)该结构变形预测控制方法适用条件在岩体中，岩体为线弹性材料，柱体倾斜随着开挖的进行线性增加。2)通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，以确保在施工过程中变形过大时及时采取措施保证安全。3)监测系统要采用可靠的仪器进行监测。4)监测点、基准点设置应合理，在监测期间保护好测点。5)多导洞大跨隧道开挖步骤为：1部先开挖，相隔10m左右再开挖2部，与2部掌子面相隔10m左右再开挖3部，与3部掌子面相隔10m左右再开挖4部，与4部掌子面相隔10m左右再开挖5部，与5部掌子面相隔10m左右再开挖6部，如图2。所述步骤(3)中：1)柱结构自身倾斜设定为柱顶水平位移SA和柱底水平位移SB之差与桩自身长度的比值，即为斜率tanα＝(SA-SB)/H，如图2。2)柱结构总沉降控制值在-30mm以内，其倾斜即差异限值小于0.002。所述步骤(3)中：1)数值模型中选取的监测点应与现场布的监测点相吻合，以保证数值计算结果的准确性。2)在各施工阶段的控制标准确定中，数值模拟计算结果占60％～70％，其他类似工程经验占30％～40％。所述步骤(4)中：1)现场实测值要准确可靠，在与控制值对比之前，要剔除坏值，以确保比对的准确合理。2)现场监测值要与计算值动态对比，以确保施工安全。3)后期沉降阶段，通过柱结构现场监测数据，及时反馈、动态施工，超过沉降控制值，采取后续的加固及补救措施，有效进行柱结构沉降控制。以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法，其特征在于：包括如下施工步骤：1)，对下穿地下构筑物的柱结构的多导洞大跨隧道进行开挖，在现场柱结构上下布上监测点，对监测点进行监测并采集现场监测数据；2)，将柱结构的沉降分为1部开挖的沉降、2部开挖的沉降、3部开挖的沉降、4部开挖的沉降、5部开挖的沉降、6部开挖的沉降及后期沉降七个阶段，掌握每个阶段柱结构自身倾斜的发展特征；3)，通过数值模拟计算，并在与现场柱结构监测点相同的地方布上相应的监测点，得到各施工阶段对沉降、柱结构自身倾斜影响的百分比，用百分比乘以给定的各自相应控制标准值，再加上工程类比，综合分析，即得到各施工阶段的控制标准值；其中，柱结构自身倾斜设定为柱顶水平位移S

【技术特征摘要】
1.一种隧道下穿地下构筑物的柱结构变形预测控制方法，其特征在于：包括如下施工步骤：1)，对下穿地下构筑物的柱结构的多导洞大跨隧道进行开挖，在现场柱结构上下布上监测点，对监测点进行监测并采集现场监测数据；2)，将柱结构的沉降分为1部开挖的沉降、2部开挖的沉降、3部开挖的沉降、4部开挖的沉降、5部开挖的沉降、6部开挖的沉降及后期沉降七个阶段，掌握每个阶段柱结构自身倾斜的发展特征；3)，通过数值模拟计算，并在与现场柱结构监测点相同的地方布上相应的监测点，得到各施工阶段对沉降、柱结构自身倾斜影响的百分比，用百分比乘以给定的各自相应控制标准值，再加上工程类比，综合分析，即得到各施工阶段的控制标准值；其中，柱结构自身倾斜设定为柱顶水平位移SA和柱底水平位移SB之差与桩自身长度的比值，即为斜率tanα＝(SA-SB)/H；柱结构总沉降控制值在-30mm以内，其倾斜即差异限值小于0.002；4)，利用现场实测值与步骤(3)得到的各施工阶段的控制标准值进行比较，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：史金洪，施伟，凡彬，赵爱辉，杨艳青，刘剑，刘庆丰，姚琛，曹兴隆，李世良，
申请(专利权)人：中铁开发投资有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53