[发明专利]一种盾构隧道结构服役性能状态检测方法

说明书

本发明涉及一种盾构隧道结构服役性能状态检测方法，包括：选取隧道纵向上两个不同埋深、不同地质条件的典型断面作为检测断面，基于隧道埋深、地质条件和收敛变形数据，计算两个典型断面对应的基床系数修正系数以及隧道结构安全系数，分别构建隧道收敛变形和隧道结构安全系数最小值的预测函数；基于两个预测函数，依次计算两个典型断面之间其余断面的收敛变形与隧道结构安全系数最小值，并根据其余断面的隧道结构安全系数最小值以及预设的服役状态判定条件，判断其余断面的服役状态及安全等级。与现有技术相比，本发明能够对隧道区间内所有断面的收敛变形及隧道结构安全系数最小值进行预测，不仅能提高检测效率，同时能保证预测结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及隧道结构性能检测技术领域，尤其是涉及一种盾构隧道结构服役性能状态检测方法。

背景技术

由于地质条件、施工质量和周边工程活动等影响，盾构隧道在其建设及运营期发生异常变形、渗漏水、衬砌开裂等病害已成为常见问题，使得隧道结构的安全性与耐久性逐渐降低，严重时将会威胁结构安全，引发安全事故。因此，为了合理评价盾构隧道结构的服役性能状态和安全等级，并采取针对性的检测与整治措施，有必要建立一种能够快速、合理地对盾构隧道服役状态进行评定的方法。

中国专利CN 110514518 A公开了一种基于隧道衬砌病害特征的隧道衬砌结构服役性能检测方法，包括：步骤S1：采用模型试验方法对隧道结构、外部荷载以及地层条件等进行相似模拟，开展结构受力破坏试验，记录隧道衬砌病害特征的测试值；步骤S2：根据步骤S1中隧道衬砌病害特征测试值，建立隧道衬砌病害特征与剩余承载力区间的对应关系；步骤S3：采用现场检测方法记录隧道原型的衬砌病害特征的检测值；步骤S4：将步骤S3中衬砌病害特征的检测值与步骤S2建立的隧道衬砌病害特征与剩余承载力区间的对应关系对照，确定步骤S3中隧道原型衬砌结构的剩余承载力区间。

CN 106919784 A公开了一种基于变权重的盾构隧道服性能评价方法，包括：根据盾构隧道的服役性能评估指标体系获得评价所必需的监测、检测数据；采用基于信心指数的专家调研法获得指标初始权重；根据指标数据对初始权重进行变权调整；基于模糊综合评判的方法对结构单元进行评价；根据单元结构评价等级综合判定隧道整体服役性能等级。

CN 102955004 A公开了一种基于波速测定的地铁隧道管片服役性能检测方法，该方法基于薄壁壳体理论对空心管状结构模态频散分析的基础上，确定各种弹性波在管状结构中的传播规律和传播速度。通过有线测试系统或配合物联网技术，对加速度、速度传感器进行合理布置，通过特定的力捶等脉冲波激发方式，动态的采集振动信号并经由HHT(Hilbert-Huang变换)等信号后处理方式确定频相位特征，并由此提取特定弯曲波和压缩波波速来判断各测点间结构服役性能。

CN 110378551 A则公开了一种基于大数据的公路隧道服役性能评价方法，根据公路隧道工程各建设阶段对隧道运营安全性的影响与制约，构建了公路隧道设施服役性能评价模型、评价指标；依据评价模型提出了一种层次结构+模糊计算的公路隧道设施服役性能评价方法、确定了各评价指标的权重；根据待评对象评价指标值建立相关数据样本库，由样本数据确定相关计算参数，通过模糊计算获取各级指标评价值，从而实现对公路隧道设施服役性能的评价。

然而，由于检测效率、预算等影响，目前隧道的健康监测通常按照断面布置，仅能根据当前断面的监测数据评价其服役状态，而检测断面之间的结构服役状态尚无对应的检测方法，导致无法有效预测出整个区间隧道的服役性能状态，也就不能准确判断各断面的安全等级，进一步确定出区间内可能存在的危险断面，从而严重阻碍了运营养护管理措施的推进与实施。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种盾构隧道结构服役性能状态检测方法，通过选取典型端面作为检测对象，能够对区间内其余断面的收敛变形和隧道结构安全系数进行预测，以提高检测效率，同时保证检测结果的可靠性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种盾构隧道结构服役性能状态检测方法，包括以下步骤：