[发明专利]一种间接评估盾构掘进下既有管线安全性态的方法

说明书

本发明提供了一种间接评估盾构掘进下既有管线安全性态的方法，属于盾构施工环境影响技术领域，通过建立管线沉降与地表沉降之间的关联，实现监测地表沉降即可判定管线安全性态。该方法首先结合盾构施工参数、管线参数以及土体参数通过三维有限元模型建立地表沉降与管线沉降之间的关联方程，同时布设地表沉降监测点，获取盾构掘进中地表沉降曲线；然后推导出管线沉降曲线；接着根据管线沉降曲线曲率，反推出管线内力；最后将管线内力与容许内力进行比较，判定安全状态。该方法可以不用直接对管线加以监测，通过建立地表沉降与管线沉降之间的关联，实现监测地表沉降数据即可判定管线安全性态，大大减少了工程中监测工作量以及监测难度。

技术领域

本发明涉及盾构施工环境影响技术领域，具体涉及一种间接评估盾构掘进下既有管线安全性态的方法。

背景技术

现有的地下管线变形监测主要由以下几种方式：

一是对于管径较大的，可以人工进入到管线安装传感器予以监测，该种方式比较耗费人力，对于一些上水、下水以及煤气等压力管道，人工安装存传感器在极大的风险；

二是对于管径较小的，则从地面插入长探管至管道所在位置，测其周围土体沉降来近似管道沉降，该种方法虽然也是间接方法，但是所测得数据并不是管道的变形数据，误差相对来说还是较大，且测量费时费力。

因此，亟需提供一种操作简便的间接评估盾构掘进下既有管线安全性态的方法。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种间接评估盾构掘进下既有管线安全性态的方法，主要通过建立管线沉降与地表沉降之间的关联，实现监测地表沉降即可判定管线安全性态。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种间接评估盾构掘进下既有管线安全性态的方法，包括：

步骤S1:根据工程资料，获取盾构施工参数、既有管线参数和土体参数；

步骤S2:基于步骤S1所获取的参数，采用数值软件对盾构穿越管线施工进行模拟；

步骤S3:提取数值模拟中地表沉降和管线沉降曲线，其中L代表盾构截面中线向水平两端延伸的距离，S代表地表和管线的竖向变形；地表沉降曲线拟合为函数S₁＝f₁(L)，管线竖向变形曲线拟合为函数S₂＝f₂(L)，结合函数f₁(L)和f₂(L)，建立两个函数之间的联系，即为S₁＝αS₂，其中α为两个函数之间的联系因子；

步骤S4:依据地表沉降和管线沉降建立的关系，确立地表沉降监测位置及监测方案；

步骤S5:获取地表沉降曲线，通过S₁＝αS₂关系式，计算得到管线的竖向变形曲线；

步骤S6:通过步骤S5中的管线竖向变形曲线反算得到管线的内力σ，并将管线计算内力σ与容许内力[σ]进行比较，当σ≥[σ]时，管线处于不安全状态，σ≤[σ]时，管线处于安全状态。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：