[发明专利]一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法

权利要求书

1.一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)确定拟建设海底隧道区域气象、水文和地质环境条件，并获得水力学参数值和岩土体物理力学参数；

(2)获取以往海底隧道案例，将不同地质条件、直径大小的单洞/多洞隧道建设信息进行整理，分析拟建设海底隧道区域存在的、影响埋深的因素；

(3)由工程类比法和数值计算方法，确定出各因素影响下的不同埋深值；

(4)由权重分析法，计算出各评判因子所占权重值，得到最终的埋深值。

2.如权利要求1所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：所述步骤(1)中，查阅工程地质报告等资料，分析拟建设海底隧道区域气象、水文和地质环境条件，进行水文、岩土体力学试验，获得水力学参数值和岩土体物理力学参数。

3.如权利要求1所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：所述步骤(1)中，采用地震波或顺变电磁勘探方法，探测周围地质情况，并结合声呐探测方法，探测海底地形、上覆淤泥层分布及厚度，在具体探测前，进行超前地质预报，以更新参数，实时测量前方地质情况。

4.如权利要求1所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：所述步骤(2)中，影响因素包括：水土压力、海床地形地貌特征、地质条件、结构内力值、结构变形量、开挖面稳定、地基沉降量、地表沉降量、抗浮稳定性、潮汐强度、海床冲刷强度、水的侵蚀能力、隧道断面尺寸、隧道长度、注浆支护压力、掘进参数设置、偶然荷载的结构响应与岩土层动力响应、竖井和渣土处理技术、工程经验、工程造价和环境保护要求中的多个。

5.如权利要求1所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：所述步骤(3)中，数值计算方法确定埋深包括：

1)由抗浮稳定性决定的埋深；

2)受沉降、内力和变形决定的埋深；

3)由地下水渗流场影响决定的埋深；

4)偶然荷载作用下的结构响应与岩土层动力响应决定的埋深值。

6.如权利要求5所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：对于沉降、内力和变形决定的埋深，根据初步获得的埋深范围和抗浮稳定性确定的埋深范围，假定压力值，应用有限元分析软件建立三维有限元分析模型进行数值计算；

同一盾构段，尝试不同的埋置深度，分别计算并输出沉降值较小、结构内力值分布合理和变形最小对应的合理埋深。

7.如权利要求5所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：计算由地下水渗流场影响决定的埋深时，进行三维流固耦合数值模拟分析孔隙水压力变化对隧道产生的影响，同时计算时，除了考虑隧道埋深的影响外，还应考虑开挖面盾构推力、盾构推进速度，开挖面水头、注浆压力造成的影响。

8.如权利要求5所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：偶然荷载包括沉船、爆炸和地震荷载，计算时，各种因素单独计算，沉船荷载计算采用最大满载船只抛锚计算，地震荷载采用建设区域历史记录最大震级。

9.如权利要求1所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：所述步骤(4)中，将得到的埋深计算结果分别对应的主因素：工工程经验、抗浮稳定性、地基沉降量、结构内力值、结构变形量、地下水渗流场、沉船荷载、爆炸荷载、地震荷载作用下的结构响应与岩土层动力响应作为评判因子，对其影响下的不同埋深进行权重计算。

10.如权利要求1所述的一种盾构法修建海底隧道合理埋深计算方法，其特征是：所述步骤(4)中，根据评价等级向量、等级个数、评价指标向量、评价指标的个数和评价指标的权重向量，建立评价指标和评价等级之间的映射关系，对于由评价指标、评价指标的权重及函数关系求评价等级为正问题，已知评价等级求取评价指标、评价指标的权重及函数关系的问题为反问题。