一种城市深部空间近接施工变形控制的方法与流程

本发明涉及的是城市轨道与地下工程设计领域，特别涉及一种城市深部空间近接施工变形控制的方法。

背景技术：

1、国内外城市地下空间的开发利用已呈现出功能多样化、空间网络化、开发深层化等特征。地下空间由浅层(50m以浅)向深层(50m以内)逐步发展，各种空间结构之间的相互影响更加复杂，近接施工越来越普遍。为保证结构安全和使用功能尽量不被间断，对近接施工设计理论及方法提出了更高的要求。当前的设计方法多适用于50m以浅空间，较少深入50m以深，浅部方法深度适用性有待验证；深部空间以深竖井和隧道为主，其近接型式基本以隧道与隧道、隧道与竖井为主，既有变形控制理论多为基坑变形控制、单洞变形控制或者针对某种特殊地层，对城市深部近接施工设计的针对性不足；近接施工过程涉及到新建结构、新建结构与既有结构之间的岩土体、既有结构三种对象，现有变形控制设计方法只针对单个对象或者组合对象进行加固，方法理论和实践的系统性不足。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种城市深部空间近接施工变形控制的方法。

2、为了解决上述技术问题，本技术实施例公开了如下技术方案：

3、一种城市深部空间近接施工变形控制的方法，包括：

4、s100.完成全资源环境勘察阶段所需要的内容，具体包括：工程地质参数、水文地质参数、周边环境和控制条件的获取；

5、s200完成设计阶段所需要的内容，具体包括：近接类型的识别、变形机制的认知、变形控制依据选择、变形控制技术选择和变形控制机制选择.

6、s300.完成施工阶段所需要完成的内容，具体包括：监测方案的制定、近接加固措施的实施、变形监测的反馈分析、加固施工措施的改进和循环施工；

7、s400.完成运维阶段所需要完成的内容，具体包括：运营期监测方案的制定。

8、进一步地，s100中，工程地质参数的获取，具体包括：岩土类型、质量等级和地质参数的确定；岩土类型包括土质地层、岩质地层、土岩复合地层；质量等级指的是围岩等级，围岩等级分为六级ⅰ～ⅵ；地质参数为岩土体的物理参数与力学参数；水文地质参数的获取，具体包括：地下水类型、地下水水头和渗透系数的获取；地下水类型为指孔隙水、潜水和承压水；地下水水头表示施工期间的潜水位水头和承压水头以及运营期的抗浮设计水头；渗透系数表示影响范围内岩土体的渗透系数；周边环境的获取，具体包括：近接对象、结构型式、近接距离、重要程度和使用现状的获取，近接对象表示近接施工涉及到的新建结构和既有建构物结构型式表示新建结构与既有建构物结构尺寸、建造方式；近接距离表示新建结构与既有建构物之间的相互位置关系；重要程度参考既有规范标准，考虑到深部空间结构施工的难度及设计使用周期，深部空间重要性系数应不小于1.0；使用现状表示既有建构物近接施工期间使用功能及结构正常使用状态；控制条件，具体包括：规划要求、控制标准和设计要求，规划要求表示未来规划是否与在建结构和既有结构存在近接关系，是一种主动防护的预留措施指导；控制标准表示根据结构功能及安全控制要求所设定的指标标准，直接影响到工程的造价及控制措施；设计要求表示结合现有规范和标准，对结构设计进行指导和约束。

9、进一步地，s200中，近接类型识别，包括：隧道并行、隧道上穿、隧道下穿、连通接驳和其他类型；近接类型根据新建结构与既有结构相对空间位置关系进行识别，隧道并行表示水平及岩土主动破裂角夹角范围内的隧道并行，超出此范围隧道并行归属于于隧道上穿或隧道下穿；隧道上穿、隧道下穿指的是新建隧道位于既有隧道上方或者下方，包括并行和交叉两种情形；2连通接驳包括隧道与隧道之间、隧道与竖井之间的连通接驳；其他类型包含不属于上述四种类型的所有情形。

10、进一步地，s200中，变形机制认知，包括；岩土体变形机制识别、新建结构变形机制识别和既有结构变形机制识别；变形机制认知通过数值模拟和模型试验的方式，在近接类型识别工作完成后，对每种近接类型情况下的岩土体变形机制、新建结构变形机制、既有结构变形机制进行识别和确认；其中岩土体变形机制包含回弹型、下沉型、侧移型及复合型；新建结构变形机制包含上下挤压型、左右挤压型、偏压型；既有结构变形机制包含拱顶下沉、拱顶上浮、拱腰收敛、拱腰扩张、不均匀变形。

11、进一步地，s200中，变形控制依据，包括：变形控制标准、近接影响分区和安全间距预留；变形控制依据是进行设计的前提和基础，是制定施工监测方案的依据，有着不可替代的重要作用；变形控制标准包含新建结构施工变形控制标准和既有结构变形控制标准；近接影响分区是根据近接类型、岩土体级别、相对距离进行影响区域划分，包括强烈影响区、一般影响区和无影响区三类分区；安全间距预留是根据根据近接类型、岩土体级别进行安全间距划分，当相对距离大于此范围时，除正常设计必要措施外，可不采取额外加固措施。

12、进一步地，变形控制技术，针对新建结构、既有结构、岩土体及地下水均给出了相应措施，设计时可根据实际情况进行选用，包括明挖法新建深部空间加固技术、暗挖法新建深部空间加固技术、机械法新建深部空间加固技术、地下水防控技术和既有结构加固技术；其中：

13、明挖法新建深部空间加固技术包含岩土体变形控制和新建硐室稳定与变形控制，岩土体变形措施包括mjs、rjp、n-jet喷射加固、csm、trd搅拌加固、超深地下连续墙、超深钻孔桩、全套管灌注桩隔离加固方式；新建硐室稳定与变形控制方式包括超深地下连续墙、全套管灌注桩、逆作法、冻结法、mjs、rjp、n-jet、csm、trd、现代气压沉箱法、分坑分块开挖、横向砼支撑、自动伺服主动控制系统；

14、暗挖法新建深部空间加固技术包含岩土体变形控制和暗挖新建硐室稳定与变形控制，岩土体变形措施包括冻结法、注浆法、旋喷类工法、大管棚小导管、超前锚杆、新管幕法；新建硐室稳定与变形控制方式包括分部开挖法、锚喷支护、混凝土二次衬砌；

15、机械法新建深部空间加固技术包含岩土体变形控制和新建硐室稳定与变形控制，岩土体变形措施包括冻结法、注浆法、旋喷类工法、搅拌类工法、管棚管幕；新建硐室稳定与变形控制方式包括跟随注浆、二次注浆、控制掘进速度、机械设备选型、掘进压力控制；

16、地下水防控技术包括结构降排水体系、冻结法、注浆法、止水帷幕、水下开挖、抽灌一体化；

17、既有结构加固技术包括结构外部托换、结构内部托换、桩基托换、钢支撑及台车加固、钢锭压重加固、结构新作内衬加固。

18、进一步地，s200中，变形控制机制是对变形控制技术的原理解释，从理论上对变形控制技术进行描述和判断；变形控制机制包含针对明挖法新建深部空间加固技术、暗挖法新建深部空间加固技术、机械法新建深部空间加固技术、地下水防控技术、既有结构加固技术中各项技术措施的变形控制机制。

19、进一步地，s300中，监测方案制定，根据变形控制标准，制定施工期监测计划，包含对岩土体、新建结构、既有结构参与近接的全对象监测；包括岩土体监测方案、新建结构监测方案、既有结构监测方案；近接加固措施实施，根据设计选取的变形控制技术进行现场实施，包括岩土体加固方案实施、新建结构加固方案实施、既有结构加固方案实施；变形监测反馈分析，根据现场实施监测数据，通过数值模拟对施工步骤和变形控制措施进行反馈分析，满足设计标准要求，包括岩土体反馈分析、新建结构反馈分析和既有结构反馈分析；加固施工措施改进，根据反馈分析结果进行现场施工措施改进，保证控制效果，包括岩土体加固措施改进、新建结构加固措施改进和既有结构加固措施改进；循环施工，通过不断的监测、反馈分析、改进施工措施，直至完工。

20、进一步地，s400中，运营期监测方案制定，根据变形控制标准，制定运维期监测计划，包含对岩土体、新建结构、既有结构参与近接的全对象监测，分析加固措施的长期效应，完成工程全寿命周期设计。

21、本发明还公开了一种电子设备，包括：

22、存储器，用于存储可由处理器执行的指令；

23、处理器，用于执行所述指令以实现如权利要求1-8任一项所述一种城市深部空间近接施工变形控制的方法。

24、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

25、本发明提出一种城市深部空间近接施工变形控制的方法，可以有效控制近接施工时新建结构施工对周边环境及既有结构的影响。其适用深度可以扩展到50m以深；结合城市深部空间主要结构类型，即隧道与深竖井，针对性的提出了近接施工的变形控制措施；全过程变形设计方法不仅包含全资源勘察阶段、设计阶段、施工阶段及运维阶段工程全寿命周期，同时涉及到新建结构、岩土体及既有结构等近接全作用对象，方法系统性完备。综上所述，该设计方法适用于深部空间，能够针对深部结构型式产生的近接类型进行变形控制，并且具备近接工程全寿命周期及全参与对象控制等特点，可以在城市深部空间近接工程中得到广泛的应用。

26、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。