[发明专利]一种盾构施工段稳定性判断方法及设备

说明书

本发明涉及了一种盾构施工段稳定性判断方法及设备，其方法包括如下步骤：基于采集到的所述激光点云数据，对所述盾构机动力学模型的至少一个施工段进行实时修正并确定实时修正程度，通过将该施工段信息代入所述历史模型数据集中进行匹配计算的方式，确定所述历史模型数据集中与该施工段相对应的第二敏感度参数、第二可控度参数以及沉降监测范围阈值，从而通过所述稳定性判断以及所述沉降监测范围阈值实现对施工过程的沉降监测。其设备包括：数据处理单元，GIS单元，激光测量单元。

分案说明

本分案申请的原始基础是申请号为201910845657.0，申请日为2019年09月06日，发明名称为“一种基于激光三维建模的沉降监测用系统”的专利申请。

技术领域

本发明涉及盾构施工风险监测技术领域，尤其涉及一种盾构施工段稳定性判断方法及设备。

背景技术

盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建或铺设隧道之盾(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法。国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区别于敞开式(非盾构法)的隧道掘进机。而在我国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构机。用盾构法的机械进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。

盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

盾构法进行挖掘隧道施工时至少有以下几个步骤：

1、在置放盾构机的地方打一个垂直井，再用混凝土墙进行加固。

2、将盾构机安装到井底，并装配相应的千斤顶。

3、用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进，形成隧道。

4、将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混凝土衬砌加固，地压较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混凝土衬砌。

盾构法挖掘隧道相较于传统隧道掘进方法至少有以下几方面优点：

1、安全开挖和衬砌，掘进速度快。

2、盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。

3、不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施。

4、穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动。

5、在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。