[发明专利]一种基于数字化的隧道微扰动施工控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力隧道施工控制技术，尤其是涉及一种基于数字化的隧道微扰动施工控制方法。

背景技术

城市电力隧道有别于一般隧道工程的是，其通常在人口稠密、经济相对较为发达的城市中建设。不仅要考虑建设区域的工程地质情况，还要考虑隧道所经区域的自然地理和社会经济发展状况，包括城市地表人口密集程度、建筑物分布、地下管线和地下已有构筑物等。在人类愈来愈关注安全与环保的情况下，工程的施工所带来的沿线的环境地质问题，比如地表沉降等，已经引起大家的相当重视。需要对隧道施工过程采取数字化远程监控，及时掌握隧道周围地表变形等信息。城市电力隧道，工程项目大、投资多，施工工期长，涉及到大量的施工及监测等数据，这些数据信息量相当庞大甚至是海量的，将这些海量数据以数字化的形式存储于计算机，从而避免繁琐的档案数据管理之苦。

重点施工穿越段不同于一般区间段，城市隧道的施工对地层扰动影响的控制越来越严格，主要基于两个方面：一是地表及深层位移的控制，目的是保护地表和深层临近建(构)筑物的正常使用；另一方面是隧道施工本身的安全性问题。前者在很多条件下是极其苛刻的，如穿越运营中的地铁隧道，变形要求控制在毫米级；后者在灵敏度极高或风险较大的高水压、砂性地层中，施工扰动轻者会导致轴线偏离、隧道渗水、上浮等，过大的扰动这会导致隧道开挖面的失稳、冒顶事故等。尽管盾构法是一种软弱地层扰动较小的隧道施工工法，但在要求极为苛刻的条件下，扰动有进一步缩小的必要，这就要求对盾构施工的各项参数进行精细的控制，由于微扰动条件下土的力学行为不同，导致地层位移的发展规律不同，从而对施工条件的要求与常规条件下有很大的不同，因此，采用微扰动施工进行施工安全控制就非常必要。

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提高施工安全性、施工控制信息精确的基于数字化的隧道微扰动施工控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于数字化的隧道微扰动施工控制方法，该方法用于对穿越已运行地铁的隧道施工进行微扰动控制，具体包括以下步骤：

1)获取施工参数；

2)通过信号传感器实时获取穿越已运行地铁时的监测数据；

3)将施工参数和监测数据作为图像生成器的输入，自动获得监控图像，并传输给控制中心；

4)控制中心根据监控图像判断是否存在施工扰动，若是，则实时修正施工参数后再进行施工，若否，则以设定好的施工参数控制施工设备继续施工。

所述的施工参数包括盾构机俯仰角、推进速度、总推力、刀盘扭矩、同步注浆量、盾构切口距离穿越段的距离。

所述的监测数据包括孔隙水压力、不排水模量、孔隙比、应力路径、应变、土体位移和温度。

所述的监控图像二维监控图、三维监控图、管片监控图和地质剖面图。

所述的存在施工扰动包括当前施工路线偏离设计路线或土体位移超出设定范围。

所述的施工设备包括盾构机或顶管机。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明通过对施工过程的实时监控实现隧道施工的微扰动控制，提高了施工的精确度和安全性；

2)本发明在穿越已运行地铁时对施工过程进行了实时监控，各种监测数据、施工参数形成监控图像，使施工过程得到了实时展现，使顺利安全穿越得到了信息保障。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为实施例中1#--2#穿越1和10号线二维数字化地质剖面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种基于数字化的隧道微扰动施工控制方法，该方法用于对穿越已运行地铁的隧道施工进行微扰动控制，具体包括以下步骤：

1)获取施工参数，包括盾构机俯仰角、推进速度、总推力、刀盘扭矩、同步注浆量、盾构切口距离穿越段的距离等；

2)通过信号传感器实时获取穿越已运行地铁时的监测数据。包括孔隙水压力、不排水模量、孔隙比、应力路径、应变、土体位移和温度等；

3)将施工参数和监测数据作为图像生成器的输入，自动获得监控图像，并传输给控制中心，监控图像二维监控图、三维监控图、管片监控图和地质剖面图；