[发明专利]高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法

权利要求书

1.一种高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

(ⅰ)获取隧道沿线历年沉降速率等值线图、沉降速率纵断面图

采集隧道沿线一定时间段内InSAR数据，采用PS-InSAR的方法进行形变信息提取，采用ArcGIS滤波处理异常点，进行矢量拼接，获取隧道沿线历年沉降速率等值线图、沉降速率纵断面图；

(ⅱ)获取校正后的多年平均沉降速率V

在步骤(ⅰ)基础上，采用区域水准点监测数据进行校正，筛除因周边外部作业引起的地面沉降，获取校正后的多年平均沉降速率V；

(ⅲ)确定N年总沉降量修正系数γ_N

根据校正后的多年平均沉降速率进行沉降预测，通过历年沉降数据分析确定N年总沉降量修正系数γ_N；

(ⅳ)获得深度h以下地层区域沉降占比ξ_h

通过区域深层水准点分层沉降监测数据，获取不同埋深地层对区域地面沉降贡献度，进而获得深度h以下地层区域沉降占比ξ_h；

(ⅴ)计算获得N年隧道预测区域沉降值

按照如下公式进行计算：

△H_N总＝ξ_h×γ_N×(V×N)

其中：

△H_N总为N年隧道预测总沉降量；

ξ_h为深度h以下地层区域沉降占比；

γ_N为N年总沉降量修正系数；

V为经校正后的多年平均沉降速率；

N为预测年限；

(ⅵ)获取隧道轨面最大调整高度△H_N

基于隧道初始线路纵断面轨面高程，叠加多年隧道区域沉降预测值，依据线路调线调坡原则进行线路纵断面拟合，获取隧道轨面最大调整高度△H_N；

(ⅶ)确定隧道断面净空尺寸

如果隧道断面净空尺寸不满足要求，应在设计阶段适当加大轨面最大调整高度，确保隧道在设计使用年限范围内满足净空要求。

2.根据权利要求1所述的高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，其特征在于：所述步骤(ⅰ)中一定时间段的期限不低于五年。

3.根据权利要求1所述的高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，其特征在于：步骤(ⅶ)中分别预测N＝30年、60年、100年的隧道沉降及轨面最大调整高度。

4.根据权利要求3所述的高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，其特征在于：在接触网设计使用年限30年内，轨面最大调整高度应△H₃₀小于等于△H1，其中△H1为设计预留高度。

5.根据权利要求4所述的高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，其特征在于：在轨道设计使用年限60年内，轨面最大调整高度应△H₆₀小于等于△H1、△H2之和，所述△H2为柔性接触网改刚性接触网优化高度。

6.根据权利要求5所述的高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，其特征在于：在隧道设计使用年限100年内，轨面最大调整高度应△H₁₀₀小于△H1、△H2、△H3之和，所述△H3为道床及轨下结构优化高度。

7.根据权利要求6所述的高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，其特征在于：当隧道断面净空尺寸不满足在隧道设计使用年限100年内，轨面最大调整高度应△H₁₀₀小于△H1、△H2、△H3之和，所述△H3为道床及轨下结构优化高度的要求时，应在设计阶段适当加大△H1、△H2、△H3。