软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法与流程

    技术2025-01-10  42


    本发明涉及建筑施工,具体涉及一种软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法。


    背景技术:

    1、软土层通常含水量高、承载能力低,对地铁隧道施工的安全性提出了严格要求。联络通道作为连接上下行隧道的关键部分,在软土地区的施工尤为关键。在软土地区施工时,冻结法通过在土壤形成冻土墙,以提高软土层的稳定性,减少地下水渗透,从而保护地铁隧道不受土壤塌方和地下水侵害,能够有效减小隧道施工引起的对周围环境的影响,因而被广泛采用。

    2、传统的冻结法施工监测方案由于监测点位过多或不合理分布可能会造成监测成本增加,而忽略关键监测点位则可能导致施工风险。此外,监测频率常根据经验确定,通常选用统一频率,难以根据施工阶段和土体行为进行调整。


    技术实现思路

    1、为克服现有技术所存在的缺陷,现提供一种软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,以解决软土层联络通道的冻结法施工监测方法存在忽略关键监测点位和监测频率固化的问题。

    2、为实现上述目的,提供一种软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,包括以下步骤:

    3、利用flac软件建立三维数值模型,所述三维数值模型包括地铁联络通道及其连接的隧道、周围土层、冻结管;

    4、在所述三维数值模型中,生成不同厚度的冻结壁的比较模型;

    5、分析多个比较模型在冻结过程中土体及结构力学、变形特征以生成不同厚度冻结壁下的联络通道的横截面地表冻胀位移情况图、地表融沉位移情况图、地表冻胀位移随时间变化情况图及地表融沉位移随时间变化情况图;

    6、基于所述横截面地表冻胀位移情况图、所述地表融沉位移情况图、所述地表冻胀位移随时间变化情况图及所述地表融沉位移随时间变化情况图,确定快速冻结阶段末及快速融沉阶段末的地表最大变形点位、管线最大变形点位;

    7、基于所述地表最大变形点位和所述管线最大变形点位的控制参数,确定所述冻结壁的厚度;

    8、基于确定所述冻结壁的厚度的一比较模型,确定地面变形和管线变形的骤降区;

    9、于地面布设多个监测点,并基于土体冻结过程的不同阶段设置监测频率,在所述地面变形和所述管线变形的骤降区加密设置所述监测点,在所述土体的快速冻结阶段至所述土体的快速融沉阶段内,提高所述监测频率。

    10、进一步的,所述地表最大变形点位的控制参数包括地面沉降量、地面隆起控制值、最大位移速率、路面差异沉降值。

    11、进一步的,所述管线最大变形点位的控制参数包括地面沉降量、最大位移速率、路面差异沉降值。

    12、进一步的,所述地面变形的骤降区内的监测点的间距为3m,所述地面变形的骤降区外的监测点的间距为8m。

    13、进一步的,所述管线变形的骤降区内的监测点的间距为5m,所述管线变形的骤降区外的监测点的间距为10m。

    14、进一步的,在所述土体的快速冻结阶段至所述土体的快速融沉阶段内的所述监测频率为2h一次,在所述土体的快速冻结阶段至所述土体的快速融沉阶段外的所述监测频率为1天一次。

    15、本发明的有益效果在于,本发明的软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,根据三维数值模型模拟不同厚度冻结壁的土体变形结果预测和分析不同施工阶段的土体及结构受力变形特征,预判重点监测点位和阶段,合理设置监测点位的密度和分阶段调整监测频率,避免监测点位过多或过少的问题,以及根据不同施工阶段灵活调整监测频率,从而提高监测效率,降低监测成本,有效地保证软土地区地铁施工的安全性。



    技术特征:

    1.一种软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,其特征在于,所述地表最大变形点位的控制参数包括地面沉降量、地面隆起控制值、最大位移速率、路面差异沉降值。

    3.根据权利要求1所述的软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,其特征在于,所述管线最大变形点位的控制参数包括地面沉降量、最大位移速率、路面差异沉降值。

    4.根据权利要求1所述的软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,其特征在于,所述地面变形的骤降区内的监测点的间距为3m,所述地面变形的骤降区外的监测点的间距为8m。

    5.根据权利要求1所述的软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,其特征在于,所述管线变形的骤降区内的监测点的间距为5m,所述管线变形的骤降区外的监测点的间距为10m。

    6.根据权利要求1所述的软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,其特征在于,在所述土体的快速冻结阶段至所述土体的快速融沉阶段内的所述监测频率为2h一次,在所述土体的快速冻结阶段至所述土体的快速融沉阶段外的所述监测频率为1天一次。


    技术总结
    本发明公开了一种软土地区地铁联络通道冻结法施工监测方法,采用有限差分法FLAC软件对地铁联络通道建立三维数值模型;针对不同厚度的冻结壁,通过模拟分析地层及结构内力变形,详细预测冻结、冻融过程中不同施工阶段的影响;通过数值模拟对冻结、冻融过程中的各阶段(包括收缩、快速冻结、快速融沉、融沉稳定阶段)进行分析,考虑不同冻结壁条件下土体及结构受力变形情况和持续时长;在模拟分析的基础上结合经济和安全因素,选择最优冻结壁厚度;根据数值模拟情况布设并调整监测点的位置,并根据不同冻结阶段合理调整监测频率。本发明解决了软土层联络通道的冻结法施工监测方法存在忽略关键监测点位和监测频率固化的问题。

    技术研发人员:王龙,欧亚洲,陈华,边辉,张海军,陈国光,郭志鑫,熊浩,文振华,陈海平,陈啸宇,刘炳刚,陈韬,李海,陈时光,黄天宇
    受保护的技术使用者:中国建筑第八工程局有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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