[发明专利]一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法

权利要求书

1.一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1，确定上方基坑的几何信息、既有隧道的几何信息和地质信息；

所述的上方基坑几何信息包括：基坑开挖长度L，基坑开挖深度H，基坑开挖宽度B；

所述的既有隧道几何信息包括：隧道轴线埋深h、盾构隧道外径D，隧道轴线与基坑中心线的水平距离d，隧道轴线与基坑开挖长度方向的夹角α；

所述的地质信息包括：地层重度和既有隧道所处地层的竖向基床系数；

步骤2，计算上方基坑开挖引起的既有隧道竖向附加荷载；当既有隧道没有位于基坑正下方和/或既有隧道与基坑斜交时，对既有隧道竖向附加荷载进行修正；

步骤3，计算上方基坑开挖引起的既有隧道竖向位移；

步骤4，计算上方基坑开挖引起的既有隧道纵向差异沉降和既有隧道纵向曲率；

所述步骤2包括：

步骤2.1，计算荷载因子F，并根据荷载因子F判断上方基坑开挖引起的既有隧道竖向附加荷载的分布形式；荷载因子F的表达式为：

F=h-kL-1.2H （1）

k=0.065ln(B/H)+0.112 （2）

其中，h为隧道轴线埋深；L为基坑开挖长度；H为基坑开挖深度；B为基坑开挖宽度，k是关于B和H的系数；

所述步骤2还包括：

步骤2.2，当F≥0时，表明既有隧道竖向附加荷载服从高斯曲线分布，其计算公式如下：

（3）

（4）

（5）

其中，q(x)为既有隧道竖向附加荷载，x为隧道纵向长度，q_max为既有隧道竖向附加荷载最大值；为无量纲化的既有隧道竖向附加荷载最大值；i_q为既有隧道纵向附加荷载宽度参数；为无量纲化的既有隧道纵向附加荷载宽度参数；β_s为基坑长宽比影响系数，β_s=1-0.05(L/B-1)；γ_s为地层重度；D为盾构隧道外径；

所述步骤2还包括：

步骤2.3，当F＜0时，在基坑开挖长度方向上进行分段计算，使得各分段基坑开挖引起的既有隧道竖向附加荷载服从高斯曲线分布，分别计算各分段基坑产生的既有隧道竖向附加荷载，进而计算各分段基坑产生的既有隧道竖向位移，叠加后可以获得既有隧道的整体竖向位移；

所述步骤2还包括：

当既有隧道不位于基坑正下方和/或既有隧道与基坑斜交时，对既有隧道竖向附加荷载最大值q_max和既有隧道纵向附加荷载宽度参数i_q进行修正，计算公式：

q_maxk=β_dq_max （6）

i_qk=λ_dλ_αi_q（7）

其中，q_maxk为修正后的既有隧道竖向最大附加荷载；i_qk为修正后的既有隧道纵向附加荷载宽度参数；β_d为偏心情况下既有隧道竖向最大附加荷载修正系数；λ_d为偏心情况下既有隧道附加荷载宽度修正系数；λ_α为斜交情况下既有隧道附加荷载宽度修正系数；

步骤3中既有隧道竖向位移的计算公式为：

（8）

（9）

其中，w_max为既有隧道竖向位移最大值，w(x)为既有隧道竖向位移，x为隧道纵向长度；i_w为既有隧道竖向位移宽度；f_w为既有隧道最大竖向位移系数；k_v为竖向基床系数，q_maxk为修正后的既有隧道竖向最大附加荷载；

所述步骤4中

既有隧道纵向差异沉降的计算公式为：

（10）

既有隧道纵向曲率的计算公式为：

（11）

其中，w_max为既有隧道竖向位移最大值，i_w为既有隧道竖向位移宽度。