[发明专利]一种通过柔体膨胀调控隧道矢量变形的多维主动控制方法

说明书

本发明公开了一种通过柔体膨胀调控隧道矢量变形的多维主动控制方法，在隧道需要进行变形调控位置的外侧、环隧道布置与注浆装置连接的密闭柔体，同时在隧道需要进行变形调控位置的内侧、隧道周边布置实时监测装置，柔体采用高弹性高强度材料制成，形状、尺寸、结构、布置方式和连接方式依据隧道变形分析结果和变形控制需求确定，注浆顺序、时间及浆量依据监测数据进行调节。本发明可实现精准调控隧道变形，柔体的初始的设计形状决定该措施完全启动后的状态，柔性结构根据隧道变形的数据分析结果个性化定制；柔体能够约束浆液的活动区域，按预期方向膨胀变形，注入的浆液体积可控。

技术领域

本发明属于地下工程技术领域，尤其是涉及一种通过柔体膨胀调控隧道矢量变形的多维主动控制方法。

背景技术

近年，地铁逐渐得到各大城市的重视。随着城市中大量隧道建成并投入运营，既有隧道的保护已成为一个不可回避的难题。在地铁修建过程中，不可避免的许多隧道会穿越软弱地层。在软弱地层中，由于隧道自重压力、运营等扰动下，隧道下部土体次固结会长期进行，因而产生沉降量。若产生差异沉降等病害，隧道可能发生剪切断裂等灾害问题。

同时，现代城市建设过程中用地日趋紧张，大型综合多功能建筑群不断涌现，出现了大量邻近既有隧道工程施工。隧道附近有可能出现存在堆载、临近工程基坑开挖和施工等扰动，伴随着隧道周边土体出现的加载固结或卸荷变形，引起隧道随着土体一同产生相应位移变形，有可能造成隧道弯曲破坏等问题。

上述隧道变形问题对地铁的运营带来极大的安全隐患，因此有必要对其进行研究控制。传统补偿注浆技术的控制能力存在局限性，粗放注浆缺乏对注浆量、注浆位置等有效精准的控制，难以量化估计采取措施后隧道的变形量；易出现跑浆、窜浆等现象，对周边工程的建设造成潜在的影响，对临近地下水和土壤有一定的污染性，不利于环境保护。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种通过柔体膨胀调控隧道矢量变形的多维主动控制方法，该方法能对隧道变形进行精细化的有效控制。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种通过柔体膨胀调控隧道矢量变形的多维主动控制方法，在隧道需要进行变形调控位置的外侧、环隧道布置与注浆装置连接的密闭柔体，同时在隧道需要进行变形调控位置的内侧、隧道周边布置实时监测装置，所述柔体，采用高弹性高强度材料制成，形状、尺寸、结构、布置和连接方式依据隧道变形分析结果和变形控制需求确定，注浆顺序、时间及浆量依据监测数据进行调节。

所述柔体，包含多个，形状和尺寸根据其设置点位的隧道变形情况确定。

所述柔体，包含多个，分区块布置，位置和间距取决于隧道的矢量变形趋势以及设置位置的变形量。

所述柔体，包含多个，采用串联或并联结构或串并联组合结构。

所述柔体分阶段控制隧道变形。

所述柔体是采用可降解材料制成的。

本发明具有的优点和积极效果是：

1)本发明可实现精准调控：柔体的初始形状决定该措施完全启动后的状态，柔性结构可根据隧道变形的数据分析结果个性化定制；柔体选取具备高弹性高强度的材料制作，后期加压注入浆液，柔体能够约束浆液的活动区域，按预期方向膨胀变形；柔体的尺寸亦可按需设计，使得注入的浆液体积可控，实现隧道变形的方向和调节量的精准控制。

2)本发明可实现多维控制：由于采用定制柔体，可控制注浆的最终形状，相比传统的控制技术，本方法可以实现立体变形控制；同时柔体的布置位置和个数可以依据变形的需求串联或并联组合，定向性强，可提高隧道变形控制的效率。

3)本发明可实现绿色环保：柔体的材质可选用可降解的环保材料；柔体对浆液的约束避免了浆液在未固化时与周边环境接触，如地下水或周围土体。

附图说明