[发明专利]一种叠线隧道相互影响管片结构力学性态现场试验方法

说明书

本发明公开了一种叠线隧道相互影响管片结构力学性态现场试验方法，包括封顶块、邻接块以及标准块，每片封顶块、邻接块和标准块设置有数据采集单元，包括：土压力盒，用于测量管片结构所受到的周围岩土的挤压力；钢筋应变仪，用于测量管片结构的弯曲应力；多点位移计，设置在管片结构外部，用于测量叠线隧道之间岩层的位移或沉降；收敛位移计，对称设置在管片结构内部，用于测量管片的形变量；裂缝计，设置在管片的缝隙处，用于监测缝隙变化情况；每片封顶块、邻接块以及标准块均设置有吊装孔，吊装孔附近设置有孔隙水压力计，用于测量对应位置受到的水压力；数据采集单元与一控制器连接，用于定期采集数据，监测隧道状况。

技术领域

本发明涉及机械工程监测领域，特别涉及一种叠线隧道相互影响管片结构力学性态现场试验方法。

背景技术

早期的地铁建设，左右线区间隧道按照分离式布置，净距大于1倍洞径，施工过程及运营阶段两者相互影响较小，无需采取特殊工程措施。

随着线网规模的不断扩容及既有周边环境的制约、道路红线狭窄、线网运营换乘功能需求，区间隧道出现了十字形交叉以及左右线上下平行重叠的区间隧道相继出现，如杭州地铁在1号线西湖文化广场站～艮山门站盾构区间采用90.495米长重叠隧道出文化广场站、深圳地铁7号线的华新站～黄木岗区间、笋岗站～洪湖站区间以及红岭北～笋岗区间采用重叠盾构隧道形式对建构筑物进行避让或适应车站形式。

地铁区间叠线隧道采用“先下后上”的盾构掘进顺序，受开挖扰动影响大，地层承载力不足，上隧道施工过程中极易引发下隧道变形，严重影响已完成隧道的稳定性。同时，下层隧道施工时，将不可避免的扰动其上部地层，导致地层强度显著下降、透水性增高，大大增加了上隧道的施工风险。因此，必须采用现场试验的方法对地铁区间叠线隧道管片结构的力学性态进行盾构掘进相互影响分析。

发明内容

本发明要解决的问题是提供了一种叠线隧道相互影响管片结构力学性态现场试验方法，以解决现有技术中上隧道施工过程中引发下隧道变形，下层隧道施工时，扰动其上部地层，且在施工过程中不能及时准确监测，导致地层强度显著下降、透水性增高，大大增加了上隧道的施工风险。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种叠线隧道相互影响管片结构力学性态现场试验方法，包括封顶块、邻接块以及标准块，每片封顶块、邻接块和标准块均设置有数据采集单元组，所述数据采集单元组包括若干数据采集单元，所述数据采集单元包括：

土压力盒，测量管片结构所受到的周围岩土的挤压力；

钢筋应变仪，测量管片结构的弯曲应力；

多点位移计，设置在管片结构外部，测量叠线隧道之间岩层的位移和/或沉降；

收敛位移计，对称设置在管片结构内部，测量管片的形变量；

裂缝计，设置在管片的缝隙处，监测缝隙变化情况；

每片封顶块、邻接块以及标准块均设置有吊装孔，所述吊装孔附近设置有孔隙水压力计，测量其所在位置受到的水压力；

其中，所述数据采集单元组与一控制器连接，定期采集数据，监测隧道状况。

所述管片结构包括一个圆心角为15°的封顶块，两个圆心角为64.5°的邻接块，以及三个心角为72°的标准块，所述邻接块分别连接在封顶块的两侧，所述标准块依次连接在两个邻接块之间，与所述封顶块共同围成一闭合的圆形隧道。

所述土压力盒和所述钢筋应变仪预埋在所述管片本体内部。