[发明专利]一种盾构下穿施工引起既有隧道变形的预测方法

摘要

本发明公开一种盾构下穿施工引起既有隧道变形的预测方法，该方法的步骤包括：S1：根据线路规划设计图确定新建隧道下穿既有隧道位置，获取包含既有隧道和新建隧道在内的土层参数，确定土体的弹性模量E_S；S2：确定下穿区域既有隧道和新建隧道垂直向空间位置及水平向空间夹角；S3：确定既有隧道的纵向刚度EI；S4：通过测量新建隧道盾构在穿越前常规掘进段过程中地层变形参数，得到新建盾构施工引起地表横截面沉降最大值S_max；S5：计算确定既有隧道沉降槽宽度i_t；S6：计算确定修正后的地层损失率V_t；S7：根据步骤S5和S6中计算所得的沉降槽宽度i_t和地层损失率V_t，计算既有隧道计算点的沉降值S。

主权项

1.一种盾构下穿施工引起既有隧道变形的预测方法，其特征在于，该方法的步骤包括：S1：根据线路规划设计图确定新建隧道下穿既有隧道位置，获取包含既有隧道和新建隧道在内的土层参数，确定土体的弹性模量ES；S2：确定下穿区域既有隧道和新建隧道垂直向空间位置及水平向空间夹角；S3：确定既有隧道的纵向刚度EI_eq，其中E为钢筋混凝土衬砌刚度；I_eq为隧道截面惯性矩；E_t为管片环的弹性模量；I_t为管片环的断面惯性矩；为中性轴位置的角度；S4：通过测量新建隧道盾构在穿越前常规掘进段过程中地层变形参数，得到新建隧道盾构施工引起地表横截面沉降最大值Smax；S5：计算确定既有隧道沉降槽宽度i_t，i_t＝K_t·(z₀‑z)，K_t＝η_D·η_R·K，为考虑既有隧道埋深影响的修正系数，η_R＝‑1.56+1.42lnC为考虑既有隧道刚度影响的修正系数；其中K_t为修正的沉降槽宽度系数；a为地层条件参数，粘性土中取0.65，砂质土中取0.5；z₀为新建盾构隧道中心轴线埋深；z为既有隧道计算点埋深；K为地表沉降槽宽度系数；C为既有隧道结构土体刚度比，EI_eq为隧道纵向刚度；E_s为土体弹性模量；A_s为隧道横截面积；S6：计算确定修正后的地层损失率V_t，其中V为原地层损失率；α为既有隧道和新建隧道空间夹角；D为隧道直径；i＝K×z₀为地表沉降槽宽度；K为地表沉降槽宽度系数；z₀为新建盾构隧道中心轴线埋深；S7：根据步骤S5和S6中计算所得的沉降槽宽度i_t和地层损失率V_t，计算既有隧道计算点的沉降值S，其中x为新建隧道中心沿既有隧道轴线至所计算点距离，A为隧道截面积，D为隧道直径。