一种用于地铁隧道上基坑抽条开挖的快速施工方法技术

本发明专利技术提出了一种用于地铁隧道上基坑抽条开挖的快速施工方法，用以解决基坑抽条开挖时开挖宽度一般比较保守、工程投入成本高、工期较长，基坑无法快速化抽条开挖的技术问题。本发明专利技术通过采用自动化监测网与模型网格为基础，结合地铁隧道变形监测数据，经专家论证后增加了抽条宽度，有效保障了既有地铁的正常运营，缩短了施工周期，具有可观的经济效益，避免出现基坑抽条开挖时单纯按照设计给出的抽条宽度进行施工，导致施工相对保守，制约施工工期。期。期。

【技术实现步骤摘要】
一种用于地铁隧道上基坑抽条开挖的快速施工方法


[0001]本专利技术涉及上跨地铁隧道开挖的
，尤其涉及一种用于地铁隧道上基坑抽条开挖的快速施工方法。

技术介绍

[0002]随着城市化进程的不断发展，地下空间不断的被开发利用，新建工程基坑开挖不可避免的出现上跨地铁隧道的情况，工程施工临近地铁会引起地铁隧道周边土体初始应力状态发生改变，同时土体开挖扰动周边地层，引起周边地层损失及地层内部含水渗出，产生土体固结沉降，进而引发周边土体发生水平及竖向位移，引起周边建构筑物变形。但是由于地铁运营的特殊性，地铁内部结构及线路设备能够承受的变形数值有限，在超出一定限度后可能引发严重安全事故，所以对地铁隧道的变形控制十分严格，变形量一旦超限将会导致地铁运营发生安全事故，根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》，对于地铁隧道的上浮变形预警值为10mm。
[0003]所以当前，涉及到上跨地铁隧道的基坑开挖一般采用抽条开挖的方法进行施工，但是采用抽条开挖的方法虽然可以有效控制地铁隧道变形，但基坑抽条开挖时设计提供的抽条开挖宽度一般比较保守，导致工程投入成本高，工期较长。因此如何在保证既有运营地铁安全的前提下，进行基坑快速化抽条开挖仍是国内该类工程现有技术急需解决的难题。

技术实现思路

[0004]针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种用于地铁隧道上基坑抽条开挖的快速施工方法，解决了基坑抽条开挖时开挖宽度一般比较保守、工程投入成本高、工期较长，基坑无法快速化抽条开挖的技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的一种用于地铁隧道上基坑抽条开挖的快速施工方法，该方法包括：
[0006]步骤一：将位于地铁隧道上方的施工场地进行平整，完成施工范围内地下管线物探查明，以及地上障碍物清理，安装围挡并完成道路保通工作；采用MJS工法桩或高压旋喷桩对地铁隧道外2m至基坑底部之间的土体进行加固，再对地连墙及冠梁进行施工，保证基坑开挖时的稳定，为基坑开挖做好准备；
[0007]步骤二：采用FLAC3D建立模型网格；土体本构模型选择摩尔
‑
库伦破坏准则，根据地质勘查报告计算各层土的力学参数，地铁隧道管片、地连墙、加固土体等结构单元均采用线弹性材料来模拟；建立模型后，先对模型进行地应力平衡，之后对模型按照施工方案进行开挖模拟：
[0008]基坑每条开挖土体宽度为Nm，为了找到最佳抽条宽度，对开挖宽度按1m增量梯度进行模拟计算；基于模拟的结果，对模拟结果进行分析得出最终竖向位移最大值与抽条宽度存在一定的线性关系，当抽条宽度增加时，隧道最终竖向位移最大值总体上处于上升趋势，得到的最大抽条开挖宽度；
[0009]步骤三：开挖时在基坑和地铁隧道内布置传感器，采用徕卡TS60全站仪对地铁隧道的上浮变形量和径向收敛变形量进行监测，同时采用GeoRDMS软件组建自动化监测网；再将自动化监测网与模型网格进行数值模拟，对地铁隧道的变形发展趋势进行实时监测：
[0010]步骤四：开挖时选取距离地铁隧道最近的位置最不利工况下作为试验段，将此时工况设为最不利工况，将后续施工时所采集的上浮量同此时最不利工况进行对比，根据线性优化进行对比，设置上浮量阈值，超出阈值后进行预警。
[0011]进一步地，所述上浮量阈值根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》，对于地铁隧道的上浮变形预警值为10mm，在本实施例中对于地铁隧道的变形预警值设为6mm，地铁隧道的变形预警值可根据实施者以及实施例不同，具体进行调整。
[0012]进一步地，所述后续工程包括基坑边坡进行土钉墙支护，然后进行底板施工，再将装配式配重块反压，最后接着施工上部结构。
[0013]进一步地，所述线性优化采用最小二乘法：设拟合直线的公式为：y＝kx+b：其中，拟合直线的斜率为：其中，x∈X，X＝{1,2,3,4,5}，依次代入X，得到对应的Y，Y＝{Y1,Y2,Y3,Y
44
,Y5}，X为采集得到的隧道上浮量；Y为拟合直线上所对应的坐标点。
[0014]进一步地，所述自动化监测网与模型网格每采集一次后续工况，都通过线性优化拟合成一条直线与最不利工况进行对比，超出阈值后进行预警。
[0015]进一步地，所述还可通过自动化监测网与模型网格的数值模拟得到的数据，对地铁进行全面的监控，得到对城市轨道交通既有结构的局部和整体的影响程度、变化速率、变化趋势。
[0016]本专利技术至少有如下的有益效果：通过采用自动化监测网与模型网格为基础，结合地铁隧道变形监测数据，经专家论证后增加了抽条宽度，有效保障了既有地铁的正常运营，缩短了施工周期，具有可观的经济效益，避免出现基坑抽条开挖时单纯按照设计给出的抽条宽度进行施工，导致施工相对保守，制约施工工期；同时与人工定期校核相结合的方式，在基坑开挖时对地铁隧道内采集的隧道上部上浮量进行采集，将得到的隧道上浮量进行分析反映地下工程规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用。为后续相关工程设计、施工提供资料；得到最大抽条宽度后，同时通过监控量测对本工程产生的地铁影响进行全面的监控，掌握施工可能对城市轨道交通既有结构的局部和整体的影响程度、变化速率、变化趋势等情况，将及时预报该段地铁发生的变形趋势，以便及时采取有效措施，确保地铁安全正常运营。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术提供的一种方法流程图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]如图1所示，一种用于地铁隧道上基坑抽条开挖的快速施工方法，该方法包括以下步骤：
[0021]步骤一：将位于地铁隧道上方的施工场地进行平整，完成施工范围内地下管线物探查明，以及地上障碍物清理，安装围挡并完成道路保通工作；采用MJS工法桩或高压旋喷桩对地铁隧道外2m至基坑底部之间的土体进行加固，再对地连墙及冠梁进行施工，保证基坑开挖时的稳定，为基坑开挖做好准备；
[0022]步骤二：采用FLAC3D建立模型网格；土体本构模型选择摩尔
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库伦破坏准则，根据地质勘查报告计算各层土的力学参数，地铁隧道管片、地连墙、加固土体等结构单元均采用线弹性材料来模拟；建立模型后，先对模型进行地应力平衡，之后对模型按照施工方案进行开挖模拟：
[0023]基坑每条开挖土体宽度为N m，为了找到最佳抽条宽度，对开挖宽度按1m增量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于地铁隧道上基坑抽条开挖的快速施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：将位于地铁隧道上方的施工场地进行平整，完成施工范围内地下管线物探查明，以及地上障碍物清理，安装围挡并完成道路保通工作；采用MJS工法桩或高压旋喷桩对地铁隧道外2m至基坑底部之间的土体进行加固，再对地连墙及冠梁进行施工，保证基坑开挖时的稳定，为基坑开挖做好准备；步骤二：采用FLAC3D建立模型网格；土体本构模型选择摩尔
‑
库伦破坏准则，根据地质勘查报告计算各层土的力学参数，地铁隧道管片、地连墙、加固土体等结构单元均采用线弹性材料来模拟；建立模型后，先对模型进行地应力平衡，之后对模型按照施工方案进行开挖模拟：基坑每条开挖土体宽度为Nm，为了找到最佳抽条宽度，对开挖宽度按1m增量梯度进行模拟计算；基于模拟的结果，对模拟结果进行分析得出最终竖向位移最大值与抽条宽度存在一定的线性关系，当抽条宽度增加时，隧道最终竖向位移最大值总体上处于上升趋势，得到的最大抽条开挖宽度；步骤三：开挖时在基坑和地铁隧道内布置传感器，采用徕卡TS60全站仪对地铁隧道的上浮变形量和径向收敛变形量进行监测，同时采用GeoRDMS软件组建自动化监测网；再将自动化监测网与模型网格进行数值模拟，对地铁隧道的变形发展趋势进行实时监测：步骤四：开挖时选取距离地铁隧道最近的位置最不利工况下作为试验段，将此时工况设为最不利工况，将后续施工时所采集的上浮量同此时最不利工况进行对比，根据线性优...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪凯，燕远岭，赵哲，王运豪，郑永全，付亚辉，李昆昆，李致坤，
申请(专利权)人：中国建筑第七工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：