一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法与流程

本发明是一种隧道施工安全预警监控方法，尤其涉及一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法。

背景技术：

1、在进行隧道等地下工程新建施工时，通常需要经过或接近上部既有建筑物，如既有的桩基；新建隧道的施工挖掘和产生的振动可能会对既有桩基的安全产生潜在的影响，严重的会引起桥墩沉降、裂缝、位移等问题，进而影响既有桥梁的稳定性和使用寿命。

2、因此在新建桥梁施工过程中对既有桥梁桩基进行安全监控是常见的做法，主要对既有桩基以及其附近的的位移变化、振动变化进行监测和分析，根据监测数据反应的信息及时调整施工方案，保障桥梁的安全。但是如何充分有效的利用监测数据，实现数据的动态实时分析和及时预警仍然是目前需要研究的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的，在于提供一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法，具有数据处理简单、适用性广、适用性强和节约成本等优点。

2、本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

3、s101，现场情况调查：所述现场情况调查，包括对现场情况调查，对下穿隧道沿线附近所有桩基情况进行调查，包括桩基础的数量，桩的一些基本参数，桩与下穿隧道之间的空间关系，所述基本参数包括桩长、桩径、施工工法、施工日期等；

4、s102，制定监测方案：制定监测方案，包括制定监测方案，根据现场调查情况制定监测方案，所述监测方案包括地表沉降监测方案，桩顶位移监测方案，监测预警方案，所述地表沉降监测方案包括针对现场情况调查结果，规划点位对地表沉降进行监测，所述地表沉降监测方案包括规划点位的数量与分布位置、地表沉降检测点位的测量频率要求，所述桩顶位移监测方案包括对桩顶规划监测点位对桩顶位移进行监测；

5、制定监测方案，所述监测预警方案包括监测预警方法和预警值的设定，所述监测预警方法包括采用预测模型基于历史数据对沉降数据和位移数据进行预测，获得预测值，基于预测值实现下穿隧道施工对上部既有桩基影响的评价和动态调整施工，达到预警的目的，所述预测模型的采用长短期记忆神经网络建立，所述预测模型的建立步骤为a)数据准备，获取测点的时序数据，b)数据预处理，对数据进行归一化处理，归一化采用的方法为z-score法，c)网络初始化，设置长短期记忆神经网络的相关参数，初始化权值和偏执向量，设定存储块总个数、窗口长度、学习率、迭代阈值、最大迭代次数、初始记忆和初始输出，d)数据集划分，划分数据集为训练集和测试集，e)模型训练，采用训练集对模型进行训练，测试集对训练结果进行反馈，获得最终预测模型，f)模型预测，将最近的一组数据输入进预测模型，获得未来的预测值，在进行反标准化，即可获得预测结果；

6、s103，监测和数据分析：所述监测和数据分析，包括按照监测方案在施工过程中对规划点位进行监测，依据获得的监测值输入所述预测模型获得预测值，根据预测值变化以及设定的预警值，判定点位的变化状态，如果达到了预警值的要求及时发出预警以反馈施工，达到预警的目的；

7、s104，施工调整：所述施工调整，包括针对所述预测值的变化以及设定的预警值，判定监测点位的位移变化状态，如果达到预警的要求及时发出预警，施工方面收到预警及时进行调整；

8、s105，完成下穿隧道施工：所述完成下穿隧道施工，包括在施工过程中及时按照监测方案的要求布置监测点位、动态实时预警和调整施工，最终完成所有施工步骤即为完成下穿隧道的施工。

9、进一步，上述s102中，所述预警值的设定包括两个方面，变化速率的设定和最大值的设定。

10、进一步，上述s104中，所述施工调整包括但不限于减缓开挖速度、减少开挖进尺、变更开挖方案和变更支护方案。

11、本发明的有益效果是:

12、相对于现有技术，本发明为一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法，具有数据处理简单、适用性广、适用性强和节约成本等优点。

技术特征：

1.一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法，其特征在于：所述2)中，所述预警值的设定包括两个方面，变化速率的设定和最大值的设定。

3.根据权利要求1所述的一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法，其特征在于：所述4)中，所述施工调整包括但不限于减缓开挖速度、减少开挖进尺、变更开挖方案和变更支护方案。

技术总结
本发明公开了一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法，适用于隧道施工领域，包括现场情况调查、制定监测方案、监测和数据分析、施工调整和完成下穿隧道施工；本发明提出的一种下穿隧道施工期间对上部既有桥梁桩基的安全预警监控方法，具有数据处理简单、适用性广、适用性强和节约成本等优点。

技术研发人员：黄昌富,李建旺,李新龙,曹东娇,何顺心,叶猛,柏发建,董小涛,刘亚峰
受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16