[发明专利]用于立体交叉隧道施工的分区检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，特别地，涉及一种用于立体交叉隧道施工的分区检测方法及装置。

背景技术

随着我国国民经济的发展，对基础设施，尤其是对交通设施建设的需求在不断增加，同时，高等级的交通干线也得到了前所未有的发展。例如：高速/重载铁路和高速公路分别是铁路、公路等陆路交通发展的主方向；城市地铁、城市下穿隧道的修建又是缓和城市交通的重要手段；同时，随着水利水电在西部大开发中的大力发展，引水隧洞的修建随即大量出现。随着铁路、地铁下穿隧道及引水隧洞修建需求的增加，不可避免的造成新建隧道下穿或上跨既有结构物的立体交叉施工工程大量涌现。与单孔、多孔平行隧道相比，立体交叉隧道的结构受力、围岩变形等影响施工安全和结构稳定的问题更为复杂，且相关的研究方法和研究成果比较匮乏。其中，如何在设计或施工前期对立体交叉隧道的相互影响程度进行初步估算，为支护结构参数的设计、开挖工法的选择提供理论依据，目前尚没有系统的技术成果或规范指南。

针对现有技术中在立体交叉隧道施工前无法对立体交叉隧道的相互影响程度进行估算，以指导后续施工过程中隧道支护结构及开挖工法选择的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于立体交叉隧道施工的分区检测方法及装置，尤其是，一种基于位移准则的用于交叉隧道施工的分区检测方法及装置，以解决现有技术中交叉隧道施工前无法对立体交叉隧道的相互影响程度进行估算的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种用于立体交叉隧道施工的分区检测方法，立体交叉隧道包括先建的第二隧道及与第二隧道间隔且交叉施工的后建的第一隧道，该分区检测方法包括：

接收第一数据，第一数据包括：围岩级别，交叉角度，交叉净距；其中，围岩级别取第一隧道及第二隧道中相对较差的围岩级别、交叉角度为第一隧道及第二隧道的中轴线在水平投影上的交叉锐角、交叉净距为第一隧道上待检测位置处，第一隧道与第二隧道相邻外壁间的距离；

根据第一数据得出第一隧道上待检测位置处的位移准则值，位移准则值的计算公式为：

η₁＝0.61exp[(1.05θ+120.33H+225.17λ)×10^-3]

上式中，η₁为位移准则值、θ为交叉角度、H为交叉净距、λ为围岩级别；

将计算得出的待检测位置处的位移准则值与预先存储的分区基准值进行比较，确定待检测位置的分区等级。

进一步地，交叉净距采用以下计算公式得出：

H≈(Lsinθ)2+ΔH2-D1+D22]]>

上式中，L为第一隧道上待检测位置处距第一隧道与第二隧道交叉点的距离、△H为第一隧道与第二隧道交叉点处的高程差、θ为交叉角度、D1为第一隧道的开挖洞径、D2为第二隧道的开挖洞径。

进一步地，预先存储的分区基准值包括第一分区标准值、第二分区标准值及第三分区标准值；其中，第一分区标准值取[η₁]<1.5，第二分区标准值取1.5≤[η₁]<2.5，第三分区标准值取[η₁]≥2.5。

根据本发明的另一方面，还提供一种用于立体交叉隧道施工的分区检测装置，立体交叉隧道包括先建的第二隧道及与第二隧道间隔且交叉施工的后建的第一隧道，该分区检测装置包括：

接收单元，用于接收第一数据，第一数据包括：围岩级别，交叉角度，交叉净距；其中，围岩级别取第一隧道及第二隧道中相对较差的围岩级别、交叉角度为第一隧道及第二隧道的中轴线在水平投影上的交叉锐角、交叉净距为第一隧道上待检测位置处，第一隧道与第二隧道相邻外壁间的距离；