一种用于海域段海底隧道的海床安全性管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于海域段海底隧道的海床安全性管理方法及系统。本发明专利技术根据海域段海底隧道的围岩物理力学参数建立海底隧道数值仿真模型，以确定塑性拱顶沉降、突水海床沉降与突水拱顶沉降。然后根据拱顶围岩全过程变形曲线及监测实施时断面距开挖面的距离确定原始拱顶沉降。最后根据实测围岩变形量、塑性拱顶沉降、突水海床沉降、突水拱顶沉降及原始拱顶沉降对海底隧道进行海床安全性管理。本发明专利技术将海底隧道突水过程进行阶段划分，基于海床安全性与隧道围岩变形之间的量化关系，可根据实测围岩变形量对海底隧道海床安全性进行管理，降低了海底隧道围岩稳定性控制的主观性，保证施工安全，避免施工中因发生突水事故而引起人员伤亡和经济损失。

A seabed safety management method and system for subsea tunnel in sea area

The invention discloses a seabed safety management method and system for a sea area subsea tunnel. According to the physical and mechanical parameters of the surrounding rock of the sea area subsea tunnel, the invention establishes a numerical simulation model of the subsea tunnel to determine the settlement of the plastic vault, the settlement of the water inrush seabed and the settlement of the water inrush vault. Then, according to the deformation curve of the whole process of the surrounding rock of the arch crown and the distance between the section and the excavation surface during the monitoring, the original settlement of the arch crown is determined. Finally, according to the measured deformation of surrounding rock, the settlement of plastic vault, the settlement of water inrush seabed, the settlement of water inrush vault and the settlement of original vault, the safety management of seabed is carried out. According to the quantitative relationship between seabed safety and surrounding rock deformation of the tunnel, the seabed safety of the submarine tunnel can be managed according to the measured surrounding rock deformation, the subjectivity of surrounding rock stability control of the submarine tunnel can be reduced, the construction safety can be guaranteed, and the casualties and economic losses caused by water inrush accidents can be avoided \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种用于海域段海底隧道的海床安全性管理方法及系统
本专利技术涉及海底隧道领域，特别是涉及一种用于海域段海底隧道的海床安全性管理方法及系统。
技术介绍
海底隧道埋置于海水以下，海床安全状态无法直接观察到，工程中能测得的数据通常为隧道部分围岩变形和受力，如何根据现场实测数据进行海床安全性管理是施工中面临的重大难题。现有海底隧道海床安全性管理方法多沿用山岭隧道的相关工程经验，未结合海底隧道工程特点进行实施，缺乏科学依据，处理结果往往具有较大的不确定性，得到的结果与实际情况往往存在较大差距，这给海底隧道安全施工带来极大挑战。事实上，在已建海底隧道施工过程中已发生多起突水事故，造成大量人员伤亡和经济损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于海域段海底隧道的海床安全性管理方法及系统，根据实测围岩变形量对海底隧道海床安全性进行管理，可降低海底隧道围岩稳定性控制的主观性，保证施工安全，避免施工过程中因发生突水事故而引起人员伤亡和经济损失。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种用于海域段海底隧道的海床安全性管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海域段海底隧道的海床安全性管理方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取与海域段海底隧道工程尺度、围岩条件和施工方法相同的陆域段隧道实测围岩变形量、导致海床出现裂缝的海床变形量临界值和海域段海底隧道的围岩物理力学参数；/n根据所述围岩物理力学参数建立海底隧道数值仿真模型，所述海底隧道数值仿真模型用于对施工扰动下隧道上覆地层变形和塑性区发展情况进行仿真；/n根据所述海底隧道数值仿真模型确定塑性拱顶沉降、突水海床沉降与突水拱顶沉降；其中，所述塑性拱顶沉降为围岩中开始出现塑性区时的拱顶沉降量，所述突水海床沉降为海底隧道发生突水时的海床沉降量，所述突水拱顶沉降为海底隧道发生突水时的拱顶沉降量...

【技术特征摘要】
1.一种用于海域段海底隧道的海床安全性管理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取与海域段海底隧道工程尺度、围岩条件和施工方法相同的陆域段隧道实测围岩变形量、导致海床出现裂缝的海床变形量临界值和海域段海底隧道的围岩物理力学参数；
根据所述围岩物理力学参数建立海底隧道数值仿真模型，所述海底隧道数值仿真模型用于对施工扰动下隧道上覆地层变形和塑性区发展情况进行仿真；
根据所述海底隧道数值仿真模型确定塑性拱顶沉降、突水海床沉降与突水拱顶沉降；其中，所述塑性拱顶沉降为围岩中开始出现塑性区时的拱顶沉降量，所述突水海床沉降为海底隧道发生突水时的海床沉降量，所述突水拱顶沉降为海底隧道发生突水时的拱顶沉降量；
根据与海域段海底隧道工程尺度、围岩条件和施工方法相同的陆域段隧道拱顶围岩全过程变形曲线及监测实施时断面距开挖面的距离确定原始拱顶沉降，所述原始拱顶沉降为监测实施时围岩已发生的拱顶沉降量；
根据所述实测围岩变形量、所述塑性拱顶沉降、所述突水海床沉降、所述突水拱顶沉降及所述原始拱顶沉降对海底隧道进行海床安全性管理。


2.根据权利要求1所述的海床安全性管理方法，其特征在于，所述根据所述实测围岩变形量、所述塑性拱顶沉降、所述突水海床沉降、所述突水拱顶沉降及所述原始拱顶沉降对海底隧道进行海床安全性管理，具体包括：
根据所述突水海床沉降、所述突水拱顶沉降和所述海床变形量临界值确定海底隧道突水时拱顶沉降量极限值；
根据所述拱顶沉降量极限值与所述原始拱顶沉降确定围岩变形加固阈值；
判断所述实测围岩变形量是否大于或者等于所述围岩变形加固阈值，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示是，则采取加固措施对围岩变形进行控制。


3.根据权利要求2所述的海床安全性管理方法，其特征在于，所述根据所述拱顶沉降量极限值与所述原始拱顶沉降确定围岩变形加固阈值，具体包括：
根据公式：ua＝0.7u3-u4，确定围岩变形加固阈值；其中，ua表示围岩变形加固阈值，u3表示拱顶沉降量极限值，u4表示原始拱顶沉降。


4.根据权利要求2所述的海床安全性管理方法，其特征在于，所述根据所述突水海床沉降、所述突水拱顶沉降和所述海床变形量临界值确定海底隧道突水时拱顶沉降量极限值之后，所述根据所述拱顶沉降量极限值与所述原始拱顶沉降确定围岩变形加固阈值之前，还包括：
根据所述拱顶沉降量极限值与所述原始拱顶沉降确定围岩变形预警阈值，所述围岩变形预警阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振宇，张顶立，房倩，侯艳娟，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11