[发明专利]一种隧道开挖上方地表变形预警分析方法

摘要

本发明属于地下工程预警分析技术领域，涉及一种隧道开挖上方地表变形预警分析方法，先建立由图形数据库和属性数据库组成的基础数据库，再建立分析评价数据库，然后建立地表移动及变形评价系统，将采集到的隧道上方地表信息通过无线传输输入地表移动及变形评价系统，地表移动变形评价系统将计算评估得到结果与评价标准数据库中的信息进行对比，综合评价隧道施工引起的地表沉降与变形，并自动输出、存储评价结果后反馈至无线传输装置，无线传输装置发出预警信号，对隧道开挖上方地表变形进行预警；其方法简单，操作方便，原理科学，自动化程度高，可准确预测并控制城市地铁隧道开挖灾害的发生，有利于保障城市地下空间的可持续开发。

主权项

一种隧道开挖上方地表变形预警分析方法，其特征在于实现隧道开挖上方地表变形预警分析的具体工程为：(1)、建立基础数据库：基础数据库包括图形数据库和属性数据库，先根据隧道开挖上方地表的地形图、规划图、地质图、钻孔图和地下结构分布图在计算机中建立图形数据库，再采集岩体信息、地下隧道信息和地址信息后通过外部的无线传输装置输入计算机并建立隧道开挖上方地表的属性数据库，其中岩体信息包括围岩的等级、岩体的结构以及岩体的含水含砂含土情况，地下隧道信息包括地下隧道的开挖方式、开挖尺寸和支护方式，地质信息包括地层、地貌、地质构造、水文地质、环境地质和地震地质信息；(2)、建立分析评价数据库：分析评价数据库包括评价标准数据库和评价结果数据库，其中评价标准数据库包括地表沉降评价标准和评价指标、地下结构安全评估评价标准和评价指标，评价结果数据库存储对隧道开挖上方地表的分析评价结果；分析评价数据库中包括建筑物地基允许变形值分配原则，建筑物地基允许变形值分配原则是将建筑物整体倾斜的产生定义为前、中、后三个阶段，阶段“前”表示建筑物在隧道开挖影响前产生倾斜的过程，这一阶段的倾斜量占建筑物总倾斜量的30％；阶段“中”表示建筑物在隧道开挖影响时产生倾斜的过程，这一阶段的倾斜量占建筑物总倾斜量的30％；阶段“后”表示建筑物在隧道开挖后产生倾斜的过程，这一阶段的倾斜量占建筑物总倾斜量的40％；(3)、建立地表移动及变形评价系统：基于现有的RFPA软件平台建立地表移动及变形评价系统，地表移动机变形评价系统设有地表沉降模块、地表水平位移预计模块、地表曲率及时模块和地表倾斜预计模块，分别对地表的沉降、水平位移、曲率和倾斜进行计算和评估；(4)、对地表变形进行分析：将采集到的隧道上方地表信息通过无线传输输入地表移动及变形评价系统，地表移动变形评价系统中的地表沉降模块、地表水平位移预计模块、地表曲率预计模块和地表倾斜预计模块分别对地表的沉降、水平位移、曲率和倾斜进行计算评估，将计算评估得到结果与评价标准数据库中的信息进行对比，综合评价隧道施工引起的地表沉降与变形，地表移动及变形评价系统自动输出评价结果并把评价结果存储到评价结果数据库中；(5)、对地表变形进行预警：将评价结果数据库中的评价结果反馈至无线传输装置，无线传输装置发出预警信号，对隧道开挖上方地表变形进行预警。