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原文传递用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法

专利名称：	用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法
摘要：	本发明公开了一种用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法，通过在高速公路左右幅路肩、路堤布设人工监测点，在高速公路中央绿化带设置的自动化监测点，施工期间人员站在高速护栏外侧就能进行监测施工，无需跨越和占用机动车道，极大的提升了地面车辆和施工人员的安全，同时在控制终端获取盾构机穿越高速公路期间自动化监测点位的地面沉降数据，用于指导盾构机参数调整，防止高速路面出现沉降过大或坍塌等险情，根据监测数据实时调整盾构机掘进参数，如当地面沉降沉降数据过大时，可通过提高盾构机切口压力、增加同步注浆量、加强二次注浆、减少每环掘进出渣量等参数，控制地表沉降。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中交二公局第一工程有限公司
发明人：	涂金光;曾红波;曹海波;张一鸣;李江坤
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202311060212.4
公开号：	CN117027822A
代理机构：	北京远大卓悦知识产权代理有限公司
代理人：	胡茵梦
分类号：	E21D9/00;E21D9/06;E;E21;E21D;E21D9;E21D9/00;E21D9/06
申请人地址：	430014 湖北省武汉市江岸区香港路145号科技综合楼B栋22层1-9室
主权项：	1.用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、沿高速公路延伸方向布设人工监测点，将人工监测点布置范围进行并行段、过渡段和下穿段的划分，在高速公路延伸方向上，盾构隧道穿越高速公路段称为下穿段，下穿段前后距离隧道侧向0～10米段为两个过渡段、前后距离隧道侧向10～30米段为两个并行段，位于并行段上最靠近隧道一侧的路肩、路堤底各布设两条人工测线，位于过渡段最靠近隧道一侧的路肩、路堤底各布设两条人工测线，在下穿段的最靠近隧道一侧的路肩、路堤底共布设四条人工测线，人工监测点采用钢筋打入土体，钢筋顶端打磨成半球状，人工利用电子水准仪监测地表沉降； S2、沿高速公路延伸方向布设自动化监测点，在过渡段内高速公路的上行线与下行线之间的中央分隔带上布设一条第一测线，在下穿段内高速公路的上行线与下行线之间的中央分隔带上布设一条第二测线，第二测线连接于两侧的第一测线之间，第一测线、第二测线上分别间隔布置地面沉降监测设备，地面沉降监测设备与数据采集传感器连接，数据采集传感器与信号发射端连接； S3、设置控制终端，控制终端接收信号发射端发射的信号，获取采集数据，且通过控制终端设置采集数据的监测频率，对于自动化监测点，在盾构机到达隧道下穿段前后＞50m时，数据监测频率1次/天，在盾构机到达隧道下穿段前后＜50m时，数据监测频率2次/天，在盾构机到达隧道下穿段前后＜20m时，数据监测频率4次/天，对于人工监测点，在盾构机到达隧道下穿段前后＞50m时，数据监测频率1次/周，在盾构机到达隧道下穿段前后＜50m时，数据监测频率1次/天，在盾构机到达隧道下穿段前后＜20m时，数据监测频率2次/天。 2.如权利要求1所述的用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法，其特征在于，所述并行段的人工监测点布设的间距为10m，所述过渡段、下穿段的人工监测点布设的间距为5m，所述第一测线、所述第二测线中地面沉降监测设备的布设间距均为20米。 3.如权利要求1所述的用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法，其特征在于，所述地面沉降监测设备包括储液箱、多个压力式静力水准仪，储液箱与多个压力式静力水准仪之间串联有通液管和通气管，多个压力式静力水准仪与所述数据采集传感器电连接。 4.如权利要求3所述的用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法，其特征在于，所述地面沉降监测设备还连接有太阳能板，通过太阳能板进行供电。 5.如权利要求4所述的用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法，其特征在于，在盾构机到达距离所述下穿段50m前，获取多次对所有人工监测点及自动化监测点进行监测的采集数据，对于每一次分别获取每个监测点位的采集数据，对多次数据结果取平均值作为初期均值，设置采集数据相对所在点位数据平均值的偏差率阈值，对超过偏差率阈值的检测点位排查偏差原因，并进行数据修复，对位于偏差率阈值内的所有初期均值关联在高速公路上的位置，将每个监测点位的最后一次获得的采集数据与初期均值进行对比，得到监测偏差比率；在盾构机到达下穿段＜50m时，按照对应的监测周期获取人工监测点及自动化监测点的采集数据，获得累计沉降值，计算每个监测点位的累计沉降值随时间的变化率获得沉降变化率，同时，获取每个监测点位的累计沉降值的变化量乘以监测偏差比率形成理论沉降变化量，对累计沉降值、沉降变化率、理论沉降变化量这三项计算结果设置安全阈值并进行监测，指导盾构机不同掘进阶段内根据计算结果调整掘进参数，以控制地表沉降，当一项及一项以上的计算结果超过设定的阈值时，进行预警。 6.如权利要求5所述的用于盾构机长距离穿越高速公路施工的地表监测方法，其特征在于，指导所述盾构机的掘进参数包括同步注浆量和切口水压，同步注浆量的设置根据所述累计沉降值的变化进行设置，提升范围选择0-0.3m3，切口水压的数值为固定基础增量，固定基础增量的数值选择范围在0.01-0.2bar，通过提升同步注浆量、切口水压降低沉降。