[发明专利]一种多线平行管道施工顶进顺序设计方法

权利要求书

1.一种多线平行管道施工顶进顺序设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取多线平行管道基本参数和管道所处地层基本参数，其中多线平行管道基本参数包括管道数量n、管道覆盖层厚度H、管道直径d、管道间夹层宽度D和外荷载q，所述管道所处地层基本参数包括弹性模量E、泊松比μ、重度Υ、粘聚力c和内摩擦角

S2、建立多线平行顶管周边地层受力变形特征地层结构的数值模型；

S3、根据S1中获取的参数和S2中多线平行顶管周边地层受力变形特征地层结构数值模型分析计算可得出管道开挖后周围任一点的周边地层应力状态，并记录管道拱顶处竖向位移变形值S₁；

S4、将粘聚力c和内摩擦角进行折减，将折减后的参数重新输入所述数值模型再次进行计算，并记录管道拱顶处竖向位移变形值S₂，折减公式如下：

其中c′为折减后的粘聚力，为折减后的内摩擦角，k′为折减系数；

S5、将粘聚力c和内摩擦角按照S4中的折减公式不断进行折减，并将折减后的参数重新输入所述数值模型再次进行计算，直至计算不收敛，表示管道发生破坏，在计算过程中依次不断记录每次折减计算后的管道拱顶处竖向位移变形值，记为{S₃、S₄、S₅、…S_n}；

S6、根据获得的管道拱顶处竖向位移变形值S和折减系数k′计算管道洞室稳定性安全系数K；

S7、根据管道数量n确定多线平行顶管m种不同开挖次序工况；

S8、分别计算多线平行顶管m种不同开挖次序工况下的管道洞室稳定性安全系数K_ij，其中i分别取1、2、3、4、...m，j分别取1、2、3、...n；

S9、比较第i种工况下不同管道顶进次序之间的管道洞室稳定性安全系数K_ij的大小，依次选取第i种工况下各管道安全系数的最小值K_ijmin；

S10、比较m种工况下m个K_ijmin大小，选取m种工况下最小安全系数K_ijmin的最大值max[K_ijmin]，该安全系数对应工况下的安全管道开挖次序即为确定的最优多线平行管道施工顶进顺序方法。

2.根据权利要求1所述的多线平行管道施工顶进顺序设计方法，其特征在于：所述步骤S2中建立多线平行顶管周边地层受力变形特征地层结构的数值模型是采用迈达斯GTS NX数值分析软件得到。

3.根据权利要求1所述的多线平行管道施工顶进顺序设计方法，其特征在于：步骤S6中计算管道洞室稳定性安全系数K，具体包括以下步骤：

S61、根据获得的管道拱顶处竖向位移变形值S与折减系数k′绘制S-k′曲线；

S62、对周边地层拱顶竖向位移变形值S和多次的折减系数k′进行四次多项式拟合，得到拟合方程：

S＝a₀+a₁k′+a₂k′²+a₃k′³+a₄k′⁴

式中的a₀～a₄为待定系数；

S63、对步骤S62中拟合方程进行标准化转换，得到函数：

V＝x⁴+ux²+vx

其中，u和v分别为：

S64、根据步骤S63中获得的数据，计算下列方程：

Δ＝8u³+27v²

当该方程中Δ＝0时的折减系数k′为安全性系数k。