[发明专利]一种基于地层变形的海底隧道施工过程控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于地层变形的海底隧道施工过程控制方法及系统。所述方法考虑了不同地层条件和不同施工方法下隧道围岩力学响应的差异性，建立了海底隧道海床裂缝、海床变形与隧道拱顶变形的量化关系，根据海底隧道不同的地层模式和施工工法制定相应的围岩变形控制标准和方案，通过实测隧道拱顶沉降对海底隧道施工安全进行控制，从而降低了海底隧道围岩稳定性控制的主观性，保证施工安全；同时可避免支护和加固费用的浪费，提高海底隧道施工方案的科学性和可靠性。此外本发明方法根据不良地质体地层模式的力学响应特点，进一步将海底隧道划分为不同阶段进行分阶段控制，可以提高围岩稳定性的控制效率。

主权项

1.一种基于地层变形的海底隧道施工过程控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取海底隧道的海域段不良地质体的地层模式和施工工法；所述地层模式为裂隙发育岩体、软弱破碎岩体或断层破碎带；所述施工工法为交叉中隔壁CRD法或双侧壁导坑法；/n在陆域段选取与所述海域段地层模式、工程尺度和施工工法相对应的隧道断面进行监测，生成变形传递系数与时间的关系曲线；/n确定所述变形传递系数与时间的关系曲线稳定时的稳定变形传递系数；/n在确定地层加固方案的基础上，建立相应地层模式和施工工法下的隧道围岩流固耦合数值模型；所述隧道围岩流固耦合数值模型为损伤围岩模型、应变软化模型或接触面模型；/n获取地表/海床开始产生裂缝的点对应的隧道拱顶变形作为确保海床安全的隧道变形控制标准u₁；/n根据所述地表/海床开始产生裂缝的点及所述隧道围岩流固耦合数值模型确定渗流作用下的变形传递系数；/n根据所述渗流作用下的变形传递系数和稳定变形传递系数确定修正系数；/n根据所述变形传递系数与时间的关系曲线和所述修正系数生成海域段海底隧道变形传递系数与时间关系曲线；/n根据所述隧道变形控制标准u₁和初期支护极限变形量u₂确定隧道变形总体控制标准u；/n将所述隧道变形总体控制标准u分解到各施工步序中，得到分阶段控制标准u_i,i＝1,2,...,n；n为施工总步序；/n根据所述海域段海底隧道变形传递系数与时间关系曲线和施工过程中实时测量的隧道拱顶变形确定各施工步序位移；/n根据各施工步序位移和分阶段控制标准确定是否采取地层加固措施。/n