一种地铁隧道保护区工程活动分级方法技术

本发明专利技术涉及一种地铁隧道保护区工程活动分级方法，主要解决现有分级方法存在的分级因素涵盖不全，分级标准过于笼统的技术问题。具体为：根据每一类别工程活动对邻近地铁隧道的影响程度，建立地铁隧道安全保护区划分标准；获取既有地铁隧道和外部作业工程的相关结构参数、建设工程区的地质参数；代入该工程活动类型的保护区分级边界计算公式；分析隧道位置与各等级保护区的关系，确定工程安全管理等级。该方法针对不同类型工程活动对地铁隧道安全保护区进行合理划分，能够准确控制邻近地铁隧道的工程风险，为地铁隧道保护区内的工程设计及安全保护措施实施提供合理的依据。计及安全保护措施实施提供合理的依据。计及安全保护措施实施提供合理的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种地铁隧道保护区工程活动分级方法


[0001]本专利技术属于隧道工程安全
，尤其涉及一种地铁隧道保护区工程活动分级方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着地下工程技术水平的日益提升，在隧道保护区内进行工程建设的情况屡屡增多，新建工程与既有隧道之间的相互影响成为工程建设过程中的主要问题。由于不同类型的工程建设对既有隧道的影响因素复杂多变，距离实现对既有隧道状态的分级评估与精准防护仍存在一定困难。因此，为了能够系统且高效地对地铁隧道保护区内工程建设安全的影响进行评价，有必要提出一套针对地铁隧道保护区内工程安全量化等级划分方法，为地铁隧道保护区内的工程设计及安全保护措施实施提供合理的依据，使工作人员能够简单方便地根据工程设计情况来判断安全等级。
[0003]CN106910002A《地铁隧道结构安全评估的方法》基于隧道结构安全评估受力和变形特点，选取隧道各病害为评价指标，根据现有安全等级划分方法、相关规范以及隧道受力和变形控制标准，建立隧道结构安全评价指标体系。但该方法仅适用于对地铁隧道服役期间结构安全的评价，不适用于评估拟建工程对既有地铁隧道的影响。
[0004]CN104102525B《一种穿越城市轨道交通工程的风险分级控制方法》针对与轨道交通线路及其设施存在交叉、邻接关系并影响其安全的建设工程，通过对既有轨道交通的具体施工方式及范围划分影响等级范围，并根据设计和施工的相关资料和因素建立风险等级。但该方法仅根据既有轨道交通的施工方式及范围进行影响等级划分，并没有考虑更多种类的工程活动，概括不全面。
[0005]CN109063955A《一种穿越地铁工程的作业影响等级划分及处置方法》综合考虑新建外部工程的作业影响区与既有地铁的影响识别区，划分作业影响等级并制定对应的工程风险处置方法。但该方法仅将隧道洞径、地下车站结构高度、桩基直径等新建工程中单一结构尺寸作为等级划分标准，分级标准过于笼统。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供的一种地铁隧道保护区工程活动分级方法，主要解决现有分级方法存在的分级因素涵盖不全，分级标准过于笼统的技术问题。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种地铁隧道保护区工程活动分级方法，包括以下步骤：
[0008]S1、根据每一类别工程活动对邻近地铁隧道的安全影响程度，建立地铁隧道安全保护区划分标准；
[0009]S2、获取既有地铁隧道和外部作业工程的相关结构参数、建设工程区地质参数和既有地铁隧道的健康状态等级；
[0010]S3、代入该工程活动类型的保护区分级边界计算公式；
[0011]S4、分析隧道位置与各等级保护区的关系，初步确定工程安全管理等级；
[0012]S5、基于既有地铁隧道的健康状态等级，确定最终工程安全管理等级：
[0013]若既有地铁隧道健康状态等级为1级，则工程安全管理等级不变；
[0014]若既有地铁隧道健康状态等级为2级，则提升工程安全管理等级，原3级提高为 2级，原2级提至1级；
[0015]若既有地铁隧道健康状态等级为3级，则工程安全管理等级最终确定为1级。
[0016]进一步地，所述工程建设包括单侧基坑工程、新建平行下穿隧道工程或新建垂直上穿隧道工程、上方堆载工程或上方卸载工程。
[0017]进一步地，所述单侧基坑工程，其分级方法具体为：
[0018]当则该单侧基坑工程安全管理等级为1级，
[0019]当则该单侧基坑工程安全管理等级为2级，
[0020]当则该单侧基坑工程安全管理等级为3级，
[0021]以上式子中，B为相邻基坑边界与既有地铁隧道中心线的距离，D为既有地铁隧道外径，h为既有地铁隧道埋深，H1为基坑开挖深度，H2为地下连续墙底部埋深，α1为基坑底部围岩破裂角，α2为地下连续墙底部围岩破裂角，通过公式计算，为基坑底部或地下连续墙底部围岩内摩擦角。
[0022]进一步地，所述新建平行下穿隧道工程，其分级方法具体为：
[0023]针对新建隧道上方可形成坍落拱的工况，设新建隧道拱顶为原点，隧道断面为xOy平面，y轴正向为竖直向上，x轴为水平向右，既有地铁隧道断面中心点为(x0,y0)且y0＞0，则
[0024]当且新建平行下穿隧道工程安全管理等级为1级；
[0025]当且或，且新建平行下穿隧道工程安全管理等级为2级；
[0026]当(x0,y0)在上述范围外，新建平行下穿隧道工程安全管理等级为3级；
[0027]以上式子中，D为既有隧道外径，B为新建隧道坍落拱半跨度，h为坍落拱高度，b为新建隧道半跨度，H为新建隧道高度，为隧道围岩内摩擦角。
[0028]进一步地，当新建隧道上方无法形成坍落拱时，所述新建平行下穿隧道工程，其分级方法具体为：
[0029]设新建隧道拱顶为原点，隧道断面为xOy平面，y轴正向为竖直向上，x轴为水平向右，既有地铁隧道断面中心点为(x0,y0)且y0＞0，则
[0030]当时，新建平行下穿隧道工程安全管理等级为1 级；
[0031]当时，新建平行下穿隧道工程安全管理等级为2级；
[0032]当(x0,y0)在上述范围外，新建平行下穿隧道工程安全管理等级为3级；
[0033]以上式子中，D为既有隧道外径，b为新建隧道半跨度，H为新建隧道高度，为新建隧道底部围岩内摩擦角。
[0034]进一步地，所述新建垂直上穿隧道工程，其分级方法具体为：
[0035]当s≥20mm时，新建垂直上穿隧道工程安全管理等级为1级；
[0036]当10mm≤s＜20mm时，新建垂直上穿隧道工程安全管理等级为2级；
[0037]当0＜s＜10mm时，新建垂直上穿隧道工程安全管理等级为3级；
[0038]式中，s为新建隧道施工引起的既有隧道上方土体变形量；
[0039]进一步地，所述s，可根据下式进行估算：
[0040][0041]式中，d为新建隧道外径，单位：m，l为新建隧道与既有隧道净距，单位：m， V
l
为地层损失率，α为与地层性质相关的常数，对于强风化花岗岩地层可取0.084。
[0042]进一步地，所述上方堆载工程，其分级方法具体为：
[0043]当时，该上方堆载工程安全管理等级为1级；
[0044]当时，该上方堆载工程安全管理等级为2级；
[0045]当时，该上方堆载工程安全管理等级为3级；
[0046]式中，H为隧道顶点的埋深，b为隧道断面所在平面内均布荷载长度，p为均布荷载大小，为地基围岩压力扩散角，一般取22
°
。
[0047]进一步地，所述上方卸载工程，分级方法具体为：
[0048]当时，该上方卸载工程安全管理等级为1级；
[0049]当时，该上方卸载工程安全管理等级为2级；
[0050]当时，该上方卸载工程安全管理等级为3级；
[0051]式中，β为隧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地铁隧道保护区工程活动分级方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、根据每一类别工程活动对邻近地铁隧道的安全影响程度，建立地铁隧道安全保护区划分标准；S2、获取既有地铁隧道和外部作业工程的相关结构参数、建设工程区地质参数和既有地铁隧道的健康状态等级；S3、代入该工程活动类型的保护区分级边界计算公式；S4、分析隧道位置与各等级保护区的关系，初步确定工程安全管理等级；S5、基于既有地铁隧道的健康状态等级，确定最终工程安全管理等级：若既有地铁隧道健康状态等级为1级，则工程安全管理等级不变；若既有地铁隧道健康状态等级为2级，则提升工程安全管理等级，原3级提高为2级，原2级提至1级；若既有地铁隧道健康状态等级为3级，则工程安全管理等级最终确定为1级。2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道保护区工程活动分级方法，其特征在于，所述工程建设包括单侧基坑工程、新建平行下穿隧道工程或新建垂直上穿隧道工程、上方堆载工程或上方卸载工程。3.根据权利要求1所述的一种地铁隧道保护区工程活动分级方法，其特征在于，所述单侧基坑工程，其分级方法具体为：当则该单侧基坑工程安全管理等级为1级，当则该单侧基坑工程安全管理等级为2级，当则该单侧基坑工程安全管理等级为3级，以上式子中，B为相邻基坑边界与既有地铁隧道中心线的距离，D为既有地铁隧道外径，h为既有地铁隧道埋深，H1为基坑开挖深度，H2为地下连续墙底部埋深，α1为基坑底部围岩破裂角，α2为地下连续墙底部围岩破裂角，通过公式计算，为基坑底部或地下连续墙底部围岩内摩擦角。4.根据权利要求1所述的一种地铁隧道保护区工程活动分级方法，其特征在于，所述新建平行下穿隧道工程，其分级方法具体为：(1)针对新建隧道上方可形成坍落拱的工况，设新建隧道拱顶为原点，隧道断面为xOy平面，y轴正向为竖直向上，x轴为水平向右，既有地铁隧道断面中心点为(x0,y0)且y0＞0，则当且新建平行下穿隧道工程安全管理等级为1级；当且或，且
新建平行下穿隧道工程安全管理等级为2级；当(x0,y0)在上述范围外，新建平行下穿隧道工程安全管理等级为3级；以上式子中，D为既有隧道外径，B为新建隧道坍落拱半跨度，h为坍落拱高度，b为新建隧道半跨度，H为新建隧道高度，为隧道围岩内摩擦角；(2)当新建隧道上方无法形成坍落拱时，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学增，杨芝璐，付佳卉，师刚，桑运龙，叶康，
申请(专利权)人：上海同岩土木工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：