[发明专利]一种盾构隧道施工沉降模式的识别处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及盾构隧道施工领域，尤其是涉及一种盾构隧道施工沉降模式的识别处理方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，大中城市对地下轨道交通、市政工程管线的需求量逐年增加。近年来，地下铁道与大直径市政管道工程在经济发达城市大量兴建。在沿海软土地区，盾构工法以其高程度的机械化施工、成熟的施工工艺、适应高水平的环境保护要求，往往成为地下隧道修建的首选工法。

盾构法隧道工程中，地表沉降数据被认为是反映施工对周边环境影响及隧道修建质量的重要指标之一。在复杂的地质条件下的地铁隧道工程中，特别是在城市中心城区高环境保护要求的施工条件下，盾构法隧道面临着越来越高的施工技术要求和限制条件，尤其是地表沉降控制要求。盾构施工阶段的土体变形与施工过程中盾构机的施工参数紧密有关，一方面可以通过施工参数的优化达到控制变形的目的，另一方面，从变形数据的变化中可以发掘施工参数的变化规律和优劣。

在盾构数据分析领域，当前的学术研究主要集中在：理论沉降曲线的解析解与数值模拟、沉降数据与理论沉降曲线的拟合分析等方面。对于实测数据内涵的规律，特别是其与施工状态的关系方面研究的不够充分，其研究往往局限在几种有限的、经典的经验公式或理想化的几种理论曲线方面，对于实际施工中存在的各种复杂状态对应的复杂变形形态很少或没有涉及。因此，传统的数据分析处理一般仅能作为参考，必须依靠非常专业的人员甚至专家进行研判或解释，才能为工程所用，这大大限制了盾构信息化施工的效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改变了监测数据及施工参数只能依靠人工进行识别的现状，实现了曲线模式的自动判别、曲线分析结果的自动生成，以及各参数关联度的拟合，从而为施工优化提供指导与依据的盾构隧道施工沉降模式的识别处理方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种盾构隧道施工沉降模式的识别处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)采集盾构隧道地表沉降监测数据，并存入数据库；2)对隧道横向沉降曲线模式和纵向沉降曲线模式进行分析识别处理，判断出所属模式；3)分析得出与所属模式相关联的施工参数，为施工优化提供指导与依据。

所述的横向沉降曲线模式包括Peck曲线、偏离的Peck曲线、反对称曲线、不对称开挖作用下的曲线、类直线型曲线、W型曲线、局部的W型曲线、其它模式。

所述的横向沉降曲线模式的分析识别处理包括以下步骤：301)进行危险值判断和沉降/隆起判断，如果判断为沉降型则进行步骤302)；302)判断曲线是否为反对称型，如果判断为否则进行步骤303)；303)进行曲线对称性判断，如果判断为是则进行步骤304)，否则进行步骤306)；304)进行曲线正态性判断，如果判断为是则进行步骤305)，否者进行步骤306)；305)进行曲线标准/偏移Peck判断，如果判断为是则为Peck曲线，否则为偏移的Peck曲线；306)进行曲线极值数量判断，如果判断为三个则进行步骤307)，如果判断为一个，则进行步骤308)，如果判断为其它值则为其它模式；307)判断曲线是否为W型，判断为否则进行步骤310)；308)判断曲线是否为直线型，判断为否则进行步骤311)；309)判断曲线是否为局部W型，如果判断为否则为其它模式；310)判断曲线是否为不对称开挖型，如果判断为否则为其它模式。

所述的纵向沉降曲线模式包括切口沉降模式、盾尾沉降模式、后续阶段沉降稳定模式，所述的切口沉降模式包括隆起型、沉降型、突沉型，所述的盾尾沉降模式包括盾尾突沉、正常沉降、超量注浆，所述的后续阶段沉降稳定模式包括沉降稳定、沉降异常。

所述的纵向沉降曲线模式进行分析识别处理包括以下步骤：501)判断切口前方连续隆起点数量是否超过参数a，且最大隆起值超过参数b，如果判断为是则曲线为隆起型，否则曲线为沉降型；判断切口前方是否均为沉降点，且存在一个极小值点，此极小值点的沉降量大于初始点至切口范围内所有测点的沉降量，如果判断为是则曲线为突沉型，否则曲线为沉降型；502)判断线段BC的斜率K与K2、K3的关系，如果K小于K2，则判断为“超量注浆”；如果K大于等于K2，且小于等于K3，则判断为“正常沉降”；如果K大于K3，则判断为“盾尾突沉”；503)判断曲线尾部5个点在最近两次量测出的沉降速率V是否均大于等于0，且小于0.1mm/天，如果判断为是则曲线为沉降稳定，否则判断为沉降异常。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：