[发明专利]高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法

摘要

本发明公开了一种高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，包括以下步骤：获取隧道沿线历年沉降速率等值线图、沉降速率纵断面图、获取校正后的多年平均沉降速率V、确定N年总沉降量修正系数γN、获得深度h以下地层区域沉降占比ξh、计算获得N年隧道预测区域沉降值、获取隧道轨面最大调整高度△HN、确定隧道断面净空尺寸。本发明首次系统性提出隧道工程区域地面沉降及隧道沉降预测、线路纵断面拟合、差异沉降条件下的隧道断面设计方法，有效解决了长距离线性地下工程穿越区域沉降严重段落甚至沉降漏斗区的问题，避免了因区域差异沉降导致的隧道病害及侵限问题，真正实现新建隧道工程的百年设计。

主权项

1.一种高铁隧道穿越区域内地面沉降严重区的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：（ⅰ）获取隧道沿线历年沉降速率等值线图、沉降速率纵断面图采集隧道沿线一定时间段内InSAR数据，采用PS-InSAR的方法进行形变信息提取，采用ArcGIS滤波处理异常点，进行矢量拼接，获取隧道沿线历年沉降速率等值线图、沉降速率纵断面图；（ⅱ）获取校正后的多年平均沉降速率V在步骤（ⅰ）基础上，采用区域水准点监测数据进行校正，筛除因周边外部作业引起的地面沉降，获取校正后的多年平均沉降速率V；（ⅲ）确定N年总沉降量修正系数γN根据校正后的多年平均沉降速率进行沉降预测，通过历年沉降数据分析确定N年总沉降量修正系数γN；（ⅳ）获得深度h以下地层区域沉降占比ξh通过区域深层水准点分层沉降监测数据，获取该地区不同埋深地层对区域地面沉降贡献度，进而获得深度h以下地层区域沉降占比ξh；（ⅴ）计算获得N年隧道预测区域沉降值按照如下公式进行计算：△HN总=ξh×γN×（V×N）其中：△HN总为N年隧道预测总沉降量；ξh 为深度h以下地层区域沉降占比；γN为N年总沉降量修正系数；V 为经校正后的多年平均沉降速率；N为预测年限；（ⅵ）获取隧道轨面最大调整高度△HN基于隧道初始线路纵断面轨面高程，叠加多年隧道区域沉降预测值，依据线路调线调坡原则进行线路纵断面拟合，获取隧道轨面最大调整高度△HN；（ⅶ）确定隧道断面净空尺寸如果隧道断面净空尺寸不满足要求，应在设计阶段适当加大轨面最大调整高度，确保隧道在设计使用年限范围内满足净空要求。