一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法，适用于基坑施工领域，包括确定管线位置与保护范围、制定基坑分区开挖方案和管线位移监测方案、开始挖掘、基坑支护施作和完成挖掘；本发明专利技术提出的一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法能够有效的保护既有管道的安全，实现基坑开挖和管道保护的有机结合，可应用于基坑施工领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法


[0001]本专利技术是一种基坑开挖方法，尤其涉及一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法。

技术介绍

[0002]随着城市化进程的不断推进，各种基础设施建设工程也日益增多。其中，管道是城市中不可或缺的一部分，它们用于输送水、气、油等物质，为城市的正常运行提供了必要的依靠。然而，在城市建设过程中，经常需要开挖地面来进行各种工程施工，如建筑基础、公路、桥梁、地铁等。这些施工活动可能会对既有的管道造成损坏，导致安全事故的发生。因此，如何保护既有管道的安全，成为了一个亟待解决的问题。
[0003]在传统的开挖施工中，通常会采用深基坑开挖方式，即先将大面积土方挖掉，然后在挖出的坑内进行基础的施工。这种方式虽然效率较高，但也存在很大的安全隐患，尤其是当管道跨越基坑时，更容易受到影响。比如，基坑挖掘过程中，可能会导致管道外力变形，引起管道破裂或者连接处松动等问题；另外，基坑支护结构的施工也可能对管道造成挤压或者位移等影响，导致管道永久性变形或损坏。为了避免这些问题的发生，需要采用一种有效的方法，对基坑开挖和支护进行控制和保护。
[0004]目前，针对管道的安全问题，已经提出了多种解决方案。例如，可以通过改变基坑开挖的方向，避开管道所在区域；或者采取局部挖掘、逐级回填等方式，以减小管道受力范围。此外，还可以在管道周围设置加强支护结构，或者采用轻重型支撑等方式，以保证管道的稳定性。然而，这些方法都存在一定的局限性，无法完全满足实际工程需求。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的，在于提供一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法，能够有效的保护既有管道的安全，实现基坑开挖和管道保护的有机结合。
[0006]本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：
[0007]S101，确定管线位置与保护范围：所述确定管线位置与保护范围，包括根据地质勘察资料和管线图纸，确定管线的类型、深度和位置，确定管线保护范围，所述管线保护范围分为横向范围d
h
和竖向范围d
v
，计算公式为式(1)和式(2)，
[0008]d
h
＝D+f1+f2+f
s1 (1)
[0009]d
h
＝d
p
+D+f3+f
s2 (2)
[0010]式中，D为管道直径，f1为施工维护所需要的水平扩大距离，f2为施工维护支撑结果所需要的的水平扩大距离，f
s1
为水平安全余量，结合当地法律法规以及工程经验确定，d
p
为管道顶面距离地面的距离，f3为施工维护所需要的竖向扩大范围，f
s2
为竖向安全余量，结合当地法律法规以及工程经验确定；
[0011]S102，制定基坑分区开挖方案和管线位移监测方案：所述制定基坑分区开挖方案和管线位移监测方案，包括依据管线保护范围的计算结果，并结合现场的施工条件和管线
的特点，设计合理的基坑分区开挖方案，通过分区开挖控制开挖的范围，避免对管线的影响；
[0012]所述制定基坑分区开挖方案和管线位移监测方案，还包括制定管线位移监测方案，在管线处设置位移监测点位，在开挖施工过程中，对管线位移进行位移监测，并根据位移预测方法对管线位移进行预测，如果预测值达到预警值，及时预警以便反馈施工，及时进行调整，所述预警值根据当地相关法规、管线性质和工程经验制定，所述预警值包括两个方面，分别为位移速率预警值和最大位移预警值，所述位移预测方法主要的步骤为：a)收集历史位移变化时序数据，获得历史位移时序数据集合，b)对数据进行归一化处理，所述归一化处理采用的方法为最大最小值法，c)按照7比3的比例将数据集划分为训练集和测试集，前70％的数据构成训练集，后30％的数据作为测试集，d)模型构建，所述模型构建采用长短时记忆神经网络构建预测模型，所述预测模型优化算法采用Adam算法，所述预测模型激活函数采用双曲正切函数，所述预测模型采用均方差作为损失函数，e)采用训练集数据对预测模型进行训练，f)采用测试集数据对预测模型进行测试，符合要求即可获得预测模型，否则则返回步骤c重新进行；
[0013]S103，开始挖掘：所述开始挖掘，包括根据基坑分区开挖方案对基坑进行分区域开挖，根据管线位移监测方法及时对管线位移进行监测，根据位移预测模型对管线位移进行预测，如达到预警值的要求及时发布预警，以便于施工调整；
[0014]S104，基坑支护施作：所述基坑支护施作，包括根据基坑分区开挖方案及时对开挖完成后的基坑分区及时进行支护施作；
[0015]S105，完成挖掘：所述完成挖掘，包括根据基坑分区开挖方案，完成所有施工步骤。
[0016]进一步，上述S102中，所述最大最小值法计算公式为式(1)，
[0017][0018]式中，X为归一化后模型输入数据，x为原始数据，x
min
为原始数据最小值，x
max
为原始数据最大值。
[0019]进一步，上述S102中，所述损失函数计算公式为式(2)，
[0020][0021]式中，LOSS为损失函数，n为预测结果个数，为真实值，y
i
为预测值。
[0022]本专利技术的有益效果是:
[0023]相对于现有技术，本专利技术为一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法，能够有效的保护既有管道的安全，实现基坑开挖和管道保护的有机结合。
附图说明
[0024]图1：为本专利技术的一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法的流程图。
具体实施方式
[0025]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，相对照附图说明本发
明的具体实施方式。
[0026]如图1所示，为本专利技术提出一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法流程图，该流程图包括内容如下。
[0027]S101，确定管线位置与保护范围：所述确定管线位置与保护范围，包括根据地质勘察资料和管线图纸，确定管线的类型、深度和位置，确定管线保护范围，所述管线保护范围分为横向范围d
h
和竖向范围d
v
，计算公式为式(1)和式(2)，
[0028]d
h
＝D+f1+f2+f
s1 (1)
[0029]d
h
＝d
p
+D+f3+f
s2 (2)
[0030]式中，D为管道直径，f1为施工维护所需要的水平扩大距离，f2为施工维护支撑结果所需要的的水平扩大距离，f
s1
为水平安全余量，结合当地法律法规以及工程经验确定，d
p
为管道顶面距离地面的距离，f3为施工维护所需要的竖向扩大范围，f
s2
为竖向安全余量，结合当地法律法规以及工程经验确定；
[0031]S102，制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于保护既有管道安全的基坑分区开挖及支护方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：1)确定管线位置与保护范围；2)制定基坑分区开挖方案和管线位移监测方案；3)开始挖掘；4)基坑支护施作；5)完成挖掘；所述确定管线位置与保护范围，包括根据地质勘察资料和管线图纸，确定管线的类型、深度和位置，确定管线保护范围，所述管线保护范围分为横向范围d
h
和竖向范围d v
，计算公式为式(1)和式(2)，d
h
＝D+f1+f2+f
s1 (1)d
h
＝d
p
+D+f3+f
s2 (2)式中，D为管道直径，f1为施工维护所需要的水平扩大距离，f2为施工维护支撑结果所需要的的水平扩大距离，f
s1
为水平安全余量，结合当地法律法规以及工程经验确定，d
p
为管道顶面距离地面的距离，f3为施工维护所需要的竖向扩大范围，f
s2
为竖向安全余量，结合当地法律法规以及工程经验确定；所述制定基坑分区开挖方案和管线位移监测方案，包括依据管线保护范围的计算结果，并结合现场的施工条件和管线的特点，设计合理的基坑分区开挖方案，通过分区开挖控制开挖的范围，避免对管线的影响；所述制定基坑分区开挖方案和管线位移监测方案，还包括制定管线位移监测方案，在管线处设置位移监测点位，在开挖施工过程中，对管线位移进行位移监测，并根据位移预测方法对管线位移进行预测，如果预测值达到预警值，及时预警以便反馈施工，及时进行调整，所述预警值根据当地相关法规、管线性质和工程经验制定，所述预警值包括两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昌富，李建旺，祁文睿，李新龙，曹东娇，焦雷，叶猛，董小涛，刘亚峰，
申请(专利权)人：中铁十五局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：