[发明专利]一种考虑基坑开挖过程的邻近隧道最大水平位移预测方法

说明书

本发明涉及一种考虑基坑开挖过程的邻近隧道最大水平位移预测方法，包括：确定隧道最大水平向位移所在监测断面；在监测断面上确定各个监测点，监测记录基坑不同开挖阶段下，基坑的开挖深度、基坑围护结构的水平向最大实测位移δ_R和邻近既有地铁隧道的水平向最大位移的实测值δ_T；绘制在基坑不同开挖深度下δ_T随δ_R/L_t变化的关系曲线，基于关系曲线进行邻近隧道最大水平位移的预测；基于各个开挖阶段进行数据监测，考虑既有地铁隧道距基坑围护结构水平距离的影响，针对不同基坑挖深下的“基坑‑隧道”相互作用特点提出了与各开挖阶段相适应的不同预测曲线，具有预测效果较好、可动态反应基坑全开挖过程以及对工程实践指导性更强的优势。

技术领域

本发明涉及水平位移预测领域，尤其涉及一种考虑基坑开挖过程的邻近隧道最大水平位移预测方法。

背景技术

随着城市的发展和地铁交通网络的逐渐密集，在地铁隧道上方或一侧开挖基坑的案例越来越多，基坑开挖造成地层原有应力场的改变，使邻近既有地铁车站和隧道产生内力和变形，从而影响地铁列车的运行安全，因此基坑工程开挖对既有地铁结构的影响研究广受关注。

目前，对于邻近基坑工程一侧的地铁隧道变形预测的方法主要有三种：理论推导、数值模拟和实测分析。(1)基坑开挖引起邻近隧道变形的理论研究，其理论推导往往需建立于一定的简化假设条件之上，然而实际工程现场条件复杂，现场实际和理论推导所需条件可能相差较大，因而研究结果可能并不能对现场实际起到较好的指导作用。同时由于理论推导计算往往相对复杂，广大工程一线从业人员较难熟练掌握，因此，理论计算多用于室内研究，实用性有限。(2)数值分析方法可以考虑土体复杂本构关系、边界条件，并且可以结合基坑开挖及支护结构施工顺序进行模拟，因而也常常被用于基坑开挖的相关研究中。借助于合适的土体本构模型以及现场准确的土体参数，往往能取得较好的效果，但是也有着建模相对复杂，计算耗时以及土体参数的不易准确获取等不足，需要工程经验较为丰富的从业人员才能较好掌握。(3)实测分析预测是指基于各类监测手段，由实测资料与工程记录经过数学处理，得出适合于工程应用的结论，对施工具有较好的指导作用。

相比于理论方法和数值方法，实测方法基于实测数据，能更好的反映工程现场的综合条件，同时实测法简便实用，易为广大一线从业人员迅速掌握。但目前实测方法基于基坑变形数据进行计算的，根据围护结构的累计水平向位移实测值和隧道结构的累计水平向位移实测值，再绘制各个监测点的位移分布曲线进行预测，只关注开挖最终阶段，不能动态反映基坑全开挖阶段的隧道变形情况，对工程全过程的指导有限。因此，在这样的背景下，提出一种合适的可考虑基坑全开挖过程的预测邻近既有隧道水平向最大变形的简便的、实用的、方便一线工程从业人员使用的方法显得尤为重要。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种考虑基坑开挖过程的邻近隧道最大水平位移预测方法，解决现有技术中预测效果差的问题。基坑开挖诱发邻近既有隧道的位移为一复杂的岩土工程问题。实际上，既有技术中大都只关注基坑开挖到底时的隧道的位移情况，如果要关注基坑开挖任意深度时，邻近既有隧道的位移发展情况，现有大部分只关注基坑最终开挖阶段的既有技术则难以考虑，原因在于：随着基坑的开挖，“基坑坑底”与“邻近隧道”的相对位置也在不断改变，因而基坑开挖与邻近既有隧道的相互作用机理和变形规律也在改变。用基坑开挖终末阶段时，“基坑-隧道”的变形规律曲线去反映基坑全开挖过程中的“基坑-隧道”变形特点是不可取的。

根据本发明的第一方面，提供一种考虑基坑开挖过程的邻近隧道最大水平位移预测方法，包括：

步骤1，确定隧道最大水平向位移所在监测断面；

步骤2，在所述监测断面上确定各个监测点，监测记录基坑不同开挖阶段下，基坑的开挖深度H_e、基坑围护结构的水平向最大实测位移δ_R和邻近既有地铁隧道的水平向最大位移的实测值δ_T；