[发明专利]盾构掘进引起大直径给水管线沉降安全风险评估方法

说明书

本发明属于盾构施工技术领域，提供了一种盾构掘进引起地下大直径给水管线沉降安全风险评估方法，包括：对地下大直径给水管线沉降安全风险等级进行划分；对地下大直径给水管线进行地质勘测，并根据勘测参数获取盾构施工土体损失率；设计盾构下穿地下大直径给水管线的掘进参数；对盾构下穿地下大直径给水管线进行施工模拟，确定管线预测沉降值；根据管线预测沉降值，确定管线不同位置处的安全风险等级，并根据对应的安全风险等级采取相应保护措施。本发明通过对盾构施工地表沉降数据拟合得到土体损失率值及对盾构施工参数设计，然后通过数值模拟改变管线位置参数得到不同位置管线沉降值，保证了安全风险评估的时效性。

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构掘进引起大直径给水管线沉降安全风险评估方法。

背景技术

城市由于功能需求地下往往遍布各种管线，如：给水管、污水排水管、地下电缆线等，很多管线由于建设年代久远逐渐老化，达到甚至已经超过使用年限，因此，盾构隧道开挖引起的地层变形极易导致管线发生变形破坏，特别是对于城市中的地下大直径给水管线，由于其使用要求，对变形敏感性较高，稍有不慎，就会导致严重后果，在盾构施工中对地下大直径给水管线安全风险等级进行准确评价并采取相关控制措施至为重要。

目前，对地下大直径给水管线安全风险的判别主要以管线沉降控制值为主。吴贤国(《铁道工程学报》2013(09):127-132)和柳程柱(《铁道科学与工程学报》2020，17(11):2882-2891)等以管线沉降值为-10mm、-20mm、-30mm和-40mm为临界点将管线安全风险等级划分为4各等级，并对不同风险等级的管线提出了对应的施工处理措施；魏刚等(《岩土力学》2018，39(01):181-190)通过理论计算并考虑管线老化折损，提出采用地表沉降值来对管线安全性进行判别；部分地方标准规定对于刚性有压供水干管累计沉降值不得超过-10mm，以沉降控制值的80％和65％并结合管线沉降速率作为预警值。以上方法均是通过在盾构施工过程中对管线沉降进行测量来对管线安全风险进行评价，缺乏时效性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种盾构掘进引起大直径给水管线沉降安全风险评估方法，以解决现有盾构施工的安全性评估都是基于盾构施工过程中的管线沉降测量值确定，缺乏时效性的问题。

本发明提供的一种盾构掘进引起大直径给水管线沉降安全风险评估方法，包括：

对地下大直径给水管线沉降安全风险等级进行划分；

对地下大直径给水管线进行地质勘测，并根据勘测参数获取盾构施工土体损失率；

设计盾构下穿地下大直径给水管线的掘进参数；

对盾构下穿地下大直径给水管线进行施工模拟，确定管线预测沉降值；

根据所述管线预测沉降值，确定管线不同位置处的安全风险等级，并根据对应的安全风险等级采取相应保护措施。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种盾构掘进引起大直径给水管线沉降安全风险评估方法，通过对盾构施工地表沉降数据拟合得到土体损失率值及对盾构施工参数设计，然后通过数值模拟改变管线位置参数得到不同位置管线沉降值，基于模拟得到的管线沉降值确定安全风险等级，保证了安全风险评估的时效性。

可选地，所述对地下大直径给水管线沉降安全风险等级进行划分，包括：

根据行业标准确定地下大直径给水管线沉降的若干风险预警值；

根据风险预警值划分风险数值范围，确定沉降安全风险等级；地下大直径给水管线沉降值所处的安全风险等级由沉降值所处的风险数值范围确定。

可选地，所述勘测参数包括盾构区间土层分布、管线埋深、管线结构参数和管线材料。

可选地，所述土体损失率根据Peck公式反算拟合得到，包括：