本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种复杂条件水工隧洞下穿建筑物现状评估方法。
背景技术：
随着工程技术的不断发展，对于自然的改造能力的不断提高，人们对于地下施工的能力也在不断提高，进一步地，随着城市化进程的不断发展，城市内地下施工的需求也越来越大，施工项目也越来越多。
在信息化技术更加发达的现在，浅埋隧道开挖对周围环境的影响问题已愈来愈受到关注，无论采用何种工法施工都会对地层产生扰动，引起地层位移和地表沉降，使建筑物产生附加变形和破坏，危及既有建筑物的安全。因此，为保证隧道施工中和施工后建筑物的安全和正常使用，施工前对工程施工影响范围内的建筑物进行现状调查和评估是十分重要和必要的，此项工作程序是后续所有风险管理工作的前提和基础。
隧道开挖施工中伴随着地层应力状态的改变和调整，相应地引起地层和地表位移与变形。地层变形向外传递是一个逐渐发展的过程，通过向隧道上方、下方及侧方的传递，对地表建筑物产生影响，尤其在城市中，几乎所有隧道施工都将不可避免地影响到地表建筑物。建筑物发生沉降尤其是不均匀沉降的机制和过程是十分复杂的，通常，在地基土体原有的稳定状态遭到破坏时，建筑物就会产生变形甚至破坏。而隧道开挖改变了建筑物原有地基的平衡状态，使建筑物的地基基础及上部结构受到的支撑力的大小和分布发生改变，从而表现为建筑物的沉降和变形，降低了建筑物的安全性和稳定性，为居住的用户造成了极大的安全威胁，尤其在城市中，将造成极大的影响。
技术实现要素：
为了克服现有技术中隧道施工过程中对隧道周围的建筑物的现状评估不精确、不全面以及不直观的技术问题，本发明实施例提供一种复杂条件水工隧洞下穿建筑物现状评估方法，提高了建筑物现状评估的精确性，同时评估结果可以很直观地向用户展现，因此具有更好的用户体验。
为实现上述目的，本发明提供了一种复杂条件水工隧洞下穿建筑物现状评估方法，所述现状评估方法包括：获取建筑物的评估范围；获取在所述评估范围内的所有建筑物的状态信息；判断所述所有建筑物中的每个建筑物的完损等级；获取在所述评估范围内的所有建筑物的沉降信息，并基于所述沉降信息确定所述所有建筑物中的每个建筑物的剩余形变能力；基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力对所述所有建筑物中的每个建筑物进行现状评估，以获得所述所有建筑物中的每个建筑物的风险等级。
优选地，所述获取建筑物的评估范围包括：获取隧道的挖掘深度、挖掘宽度以及所述隧道周围的地质情况；基于所述挖掘深度、所述挖掘宽度以及所述地质情况获得隧道施工的影响范围以及施工过程中对建筑物的破坏程度；基于所述影响范围以及所述破坏程度确定所述建筑物的评估范围。
优选地，所述所有建筑物的状态信息包括：所述所有建筑物中每个建筑物的地基信息、建筑物上部结构类型、建筑物层数、建筑物高度、以及建筑物产权性质。
优选地，所述地基信息包括地基基础形式以及地基变形特征，其中所述地基基础形式包括浅基础地基以及深基础地基，所述地基变形特征包括沉降量、沉降差、倾斜量以及局部倾斜量。
优选地，所述判断所述所有建筑物中的每个建筑物的完损等级，包括：获取所述所有建筑物中每个建筑物的损坏状态；基于所述损坏状态对所述所有建筑物中每个建筑物进行完损等级分类，其中所述完损等级包括完好房、基本完好房、一般损坏房、严重损坏房以及危险房五个等级。
优选地，所述获取在所述评估范围内的所有建筑物的沉降信息，并基于所述沉降信息确定所述所有建筑物中的每个建筑物的剩余形变能力，包括：获取所述所有建筑物中每个建筑物在施工前既有的变形量或沉降量；基于所述既有的变形量或沉降量估算出所述所有建筑物中每个建筑物在施工过程中还能承受的附加变形量以及载荷量；基于所述附加变形量以及所述载荷量获得所述所有建筑物中每个建筑物的剩余形变能力。
优选地，所述基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力对所述所有建筑物中的每个建筑物进行现状评估，以获得所述所有建筑物中的每个建筑物的风险等级，包括：基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力，计算出在施工过程中所述建筑物中的每个建筑物的损害因子；基于所述损害因子对所述所有建筑物中的每个建筑物进行风险等级划分，其中所述风险等级包括安全性高、安全性一般以及安全性低三个等级。
优选地，所述基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力，计算出在施工过程中所述建筑物中的每个建筑物的损害因子，包括：基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力，计算出在施工过程中所述建筑物中的每个建筑物的沉降损害值、倾斜损害值、曲率损害值以及水平变形损害值；基于所述沉降损害值、所述倾斜损害值、所述曲率损害值以及所述水平变形损害值计算出所述损害因子。
通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
通过获取精确的评估范围，并获取在该评估范围内的建筑物的各方面信息，然后对所述建筑物的各方面信息进行分析，从而对建筑物的现状进行量化评估，排除了人为评估的主观影响，提高了建筑物现状评估的精确性，同时评估结果可以很直观地向用户展现，因此具有更好的用户体验。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例提供的复杂条件水工隧洞下穿建筑物现状评估方法的具体实现流程图；
图2为本发明实施例提供的复杂条件水工隧洞下穿建筑物现状评估方法中确定评估范围的示意图。
具体实施方式
为了克服现有技术中隧道施工过程中对隧道周围的建筑物的现状评估不精确、不全面以及不直观的技术问题，本发明实施例提供一种复杂条件水工隧洞下穿建筑物现状评估方法，通过获取精确的评估范围，并获取在该评估范围内的建筑物的各方面信息，然后对所述建筑物的各方面信息进行分析，从而对建筑物的现状进行量化评估，排出了人为评估的主观影响，提高了建筑物现状评估的精确性，同时评估结果可以很直观地向用户展现，因此具有更好的用户体验。
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
如图1所示，本发明公开一种复杂条件水工隧洞下穿建筑物现状评估方法，所述现状评估方法包括：
s10)获取建筑物的评估范围；
s20)获取在所述评估范围内的所有建筑物的状态信息；
s30)判断所述所有建筑物中的每个建筑物的完损等级；
s40)获取在所述评估范围内的所有建筑物的沉降信息，并基于所述沉降信息确定所述所有建筑物中的每个建筑物的剩余形变能力；
s50)基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力对所述所有建筑物中的每个建筑物进行现状评估，以获得所述所有建筑物中的每个建筑物的风险等级。
在本发明实施例中，所述获取建筑物的评估范围包括：获取隧道的挖掘深度、挖掘宽度以及所述隧道周围的地质情况；基于所述挖掘深度、所述挖掘宽度以及所述地质情况获得隧道施工的影响范围以及施工过程中对建筑物的破坏程度；基于所述影响范围以及所述破坏程度确定所述建筑物的评估范围。
请参见图2，为了简单、清晰地对隧道施工对建筑物的影响范围进行评估，将隧道施工对建筑物的影响分为三种区域，其中ⅰ区域表示建筑物受到直接或强烈影响，需要采取对应的防护措施；ⅱ区域表示建筑物会受到影响，但该影响并不影响到建筑物的安全和正常使用；ⅲ区域表示建筑物不会受到影响，在本发明实施例中，优选地，ⅰ区域为半径为2r范围内的区域，其中r为隧道的半径；ⅱ区域为半径为4r范围内ⅰ区域外的区域；ⅲ区域为ⅱ区域外的区域。
在一种可能的实施方式中，施工人员首先获取隧道的挖掘深度、挖掘宽度以及隧道周围的地质情况，例如围岩等级等，然后基于隧道的挖掘深度，例如隧道的挖掘深度为1d，其中d为隧道的直径，挖掘宽度即隧道直径d，以及当前围岩等级为ⅲ级围岩，其稳定性较好，在本发明实施例中，建筑物的基底压力按照45°向下扩散，则可以确定在隧道中心的2r范围的区域内，建筑物将承受直接或强烈的影响，建筑物可能受到严重的破坏；而在隧道中心的2r范围外但2d范围内的区域中，建筑物将受到隧道施工的影响，但并不会对建筑物造成较大破坏，不会影响建筑物的安全和正常使用；而在隧道中心2d范围外的区域将不会受到隧道施工的影响，因此获得了当前隧道施工对建筑物的影响范围为：ⅰ区域为半径为2r内的区域，ⅱ区域为半径为2d范围内ⅰ区域外的区域，ⅲ区域为ⅱ区域外的区域。
在本发明实施例中，通过根据隧道施工过程中的多种关联因素，结合隧道施工的影响范围以及建筑物可能遭受的破坏程度来确定建筑物的评估范围，从而能够根据实际情况更精确地确定出隧道施工中建筑物现状的评估范围，保证了隧道施工过程中周围建筑物的安全性，保证了施工人员的人身安全。
在本发明实施例中，所述所有建筑物的状态信息包括：所述所有建筑物中每个建筑物的地基信息、建筑物上部结构类型、建筑物层数、建筑物高度、以及建筑物产权性质。
进一步地，在本发明实施例中，所述地基信息包括地基基础形式以及地基变形特征，其中所述地基基础形式包括浅基础地基以及深基础地基，所述地基变形特征包括沉降量、沉降差、倾斜量以及局部倾斜量。
在本发明实施例中，所述判断所述所有建筑物中的每个建筑物的完损等级，包括：获取所述所有建筑物中每个建筑物的损坏状态；基于所述损坏状态对所述所有建筑物中每个建筑物进行完损等级分类，其中所述完损等级包括完好房、基本完好房、一般损坏房、严重损坏房以及危险房五个等级。
在一个可能的实施方式中，施工人员可以通过获取第三方公司对评估范围内所有建筑物的损坏调查报告，或直接进入所述所有建筑物进行测量观察，以确定所述所有建筑物中每个建筑物的损坏状态，例如施工人员在对某一个建筑物进行完损等级分类的过程中，获取到该建筑物的修建时间为4年，该建筑物当前的使用损坏情况较小，自然风化情况比较轻微，整体的受损程度较小，因此确定每个建筑物的损坏状态为轻微损坏，并进一步确定该建筑物的完损等级为基本完好房。
在本发明实施例中，所述获取在所述评估范围内的所有建筑物的沉降信息，并基于所述沉降信息确定所述所有建筑物中的每个建筑物的剩余形变能力，包括：获取所述所有建筑物中每个建筑物在施工前既有的变形量或沉降量；基于所述既有的变形量或沉降量计算出所述所有建筑物中每个建筑物在施工过程中还能承受的附加变形量以及载荷量；基于所述附加变形量以及所述载荷量获得所述所有建筑物中每个建筑物的剩余形变能力。
在一种可能的实施方式中，为了对某一建筑物的剩余形变能力进行进一步分析确定，施工人员首先获取到该建筑物当前的既有的变形量或沉降量，例如该建筑物当前的变形量为108mm，此时根据当前的沉降量，结合该建筑物当前的状态信息，计算出该建筑物在隧道施工过程中还能够承受的附加变形量以及载荷量分别为42mm和1.2kn/㎡，因此根据该建筑物的附加变形量以及载荷量，可以计算出该建筑物的剩余变形能力。
在本发明实施例中，通过根据建筑物的当前结构状态对建筑物的剩余形变能力进行一个量化的分析，能够更加直观、清晰的了解到在当前的隧道施工过程中，每个建筑物的允许扰动范围，从而能够为后续制定量化的施工、监控以及恢复方案打下基础，使得当前隧道的施工过程能够更加受掌控，进一步保证施工过程中隧道周围建筑物的安全性以及施工人员的人身安全。
在本发明实施例中，所述基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力对所述所有建筑物中的每个建筑物进行现状评估，以获得所述所有建筑物中的每个建筑物的风险等级，包括：基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力，计算出在施工过程中所述建筑物中的每个建筑物的损害因子；基于所述损害因子对所述所有建筑物中的每个建筑物进行风险等级划分，其中所述风险等级包括安全性高、安全性一般以及安全性低三个等级。
进一步地，在本发明实施例中，所述基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力，计算出在施工过程中所述建筑物中的每个建筑物的损害因子，包括：基于所述状态信息、所述完损等级以及所述剩余形变能力，计算出在施工过程中所述建筑物中的每个建筑物的沉降损害值、倾斜损害值、曲率损害值以及水平变形损害值；基于所述沉降损害值、所述倾斜损害值、所述曲率损害值以及所述水平变形损害值计算出所述损害因子。
为了对隧道施工的评估范围内所有建筑物进行精确、全面以及直观的评估，需要对涉及建筑物的所有关联参数都进行量化操作，并为每个关联参数都设置对应的参考权值，并将计算出的结果以直观的形式生成一个评估结果，以便于普通的施工人员查看和理解。
在一种可能的实施方式中，在获取到某一个建筑物的各项参数信息，例如该建筑物的状态信息为：该建筑物的地基为深基础地基，该建筑物的地基的沉降量为15.7cm和18.2cm，沉降差为25mm，此时根据沉降量以及沉降差计算出该建筑物的沉降损害值；该建筑物的倾斜量为68mm，局部倾斜量为89mm，此时根据倾斜量以及局部倾斜量计算出该建筑物的倾斜损害值，以及进一步获得该建筑物的曲率损害值以及水平变形损害值。
进一步地，该建筑物的上部结构类型为钢筋混凝土结构，建筑物层数为20层，建筑物高度为65m，建筑物产权性质为高层住宅，以预设计算规则对该建筑物的状态信息进行计算后得到建筑物的状态信息得分值为0.75，进一步地，获取到该建筑物的完损等级为一般损坏房，对应的得分值为0.84，以及获取到该建筑物的剩余形变能力为0.79，因此结合沉降损害值、倾斜损害值、曲率损害值以及水平变形损害值计算出该建筑物的损害因子为0.79，根据该损害因子，获取到与该损害因子对应的风险等级为安全性一般，因此确定该建筑物的现状为安全性一般。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。