一种自适应线状地下工程结构及其横向变形控制方法技术

本发明专利技术涉及地下线状工程建造与维护领域中的一种自适应线状地下工程结构及其横向变形控制方法，该结构包括线状地下工程结构(1)、自调节囊袋(6)、流体通道(9)三部分，其中的自调节囊袋(6)为能承担一定压力的密封袋，通过流体通道(9)自土体中引出至操作面，线状地下工程结构出现横向变形时，可通过向移位被动区土体内的自调节囊袋(6)内以适度的压力注入适度量的液体，以被动区土体为反力，实现线状地下工程结构(1)的复位，本发明专利技术可在线状地下工程结构使用过程中实时控制其横向移位与变形，控制精度高，成本低，可靠度高，速度快，操作方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应线状地下工程结构及其横向变形控制方法


[0001]本专利技术涉及土木工程领域中地下线状工程建造与维护领域。

技术介绍

[0002]地下线状工程是指埋设于地面以下的长条状中空地下工程，具体包括地铁、隧道等地下交通设施，地下管廊、自来水管、煤气管、通信、污水管、雨水管等各种地下市政管线设施及半埋于地下的度水槽等。根据与土体间的相互位置关系，可将地下线状工程的表面分为迎土面与背土面两类，其中的迎土面是指地下线状工程与土体的接触面，背土面是指地下线状工程不与土体接触的表面。地下线状工程具有纵向(即沿地下线状工程的轴线方向)跨度大，横向(即垂直于地下线状工程的方向)刚度小的结构特点。特别是地下线状工程位于软土区域、跨越不同地质条件或在地下线状工程附近有基坑开挖、打桩施工、堆载等工程活动时，往往使得已建地下线状工程产生较大的沉降及不均匀沉降，甚至会导致地下线状工程开裂、断开等工程问题，严重影响地下线状工程的安全与正常使用。目前的地下线状工程建设均将其直接埋设在土体中，少量地下线状工程埋设于经桩基或搅拌桩等加固后的土体中，因地下线状工程横向刚度低，横向变形控制能力差。地下线状工程横向变形后，现有的技术处理手段及其有限，比如城市地铁，目前只能通过以地铁内部作为施工操作面，向地铁隧道的外部土体中注浆来控制，此种地铁隧道横向变形控制方式造价特别高，精度差，且无法根治地铁隧道横向变形的根本问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的第一个目的是提供一种自适应线状地下工程结构，该自适应线状地下工程结构在建造过程中或建成运营维护中，可方便地调节控制自身的横向变形，工程适应性强，变形控制精度高，成本低。
[0004]本专利技术的自适应线状地下工程结构由线状地下工程结构、自调节囊袋、流体通道三部分组成，其中的线状地下工程结构为埋设于土体并能为地下线状工程提供线状空间的结构，自调节囊袋为设置于线状地下工程结构的迎土面且具备密封性能的袋状体，流体通道为将自调节囊袋引至操作面的流体通道。
[0005]本专利技术的第二个目的是提供一种自适应线状地下工程结构横向变形控制方法，该方法可以实时调节控制线状地下工程结构的横向变形，确保线状地下工程结构处于正常使用状态。
[0006]该自适应线状地下工程结构横向变形控制方法包括以下步骤：
[0007]a)测定自适应线状地下工程结构横向变形方向与大小，确定自适应线状地下工程结构横向移位方向；
[0008]b)根据自适应线状地下工程结构横向移位方向，确定自适应线状地下工程结构外围土体被动区；
[0009]c)通过流体通道向埋设于自适应线状地下工程结构被动区土体范围内的自调节
囊袋注入流体；
[0010]d)分区块调节流体注入压力与注入量，以被动区土体提供反力，将横向移位的自适应线状地下工程结构复位；
[0011]e)在自适应线状地下工程结构复位过程中或达到复位目标后，通过流体通道向自调节囊袋内贯入固体颗粒或能够凝固为固体的流体，对自调节囊袋内的流体进行部分或全部置换。
[0012]本专利技术的自适应线状地下工程结构及其横向变形控制方法，可以在地下线状结构使用过程中实时控制其横向移位与变形，控制精度高，成本低，可靠度高，速度快，操作方便。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的一个实施例所用的一种自适应线状地下工程结构横向变形前后位置横断面对比示意图；
[0014]图2为本专利技术的一个实施例所用的一种自适应线状地下工程结构移位被动区迎土面横断面局部详图；
[0015]图3为本专利技术的一个实施例所用的一种自适应线状地下工程结构横向变形前后位置对比纵剖面示意图；
[0016]图4为本专利技术的一个实施例所用的一种自适应线状地下工程结构移位被动区迎土面纵剖面局部详图；
[0017]图5为本专利技术的一个实施例所用的一种自适应线状地下工程结构横向变形复位后横断面结构示意图；
[0018]图6为本专利技术的一个实施例所用的一种自适应线状地下工程结构横向变形复位后纵剖面结构示意图；
具体实施方式
[0019]作为本专利技术的一个实施例，下面结合图1～图6介绍本专利技术的一种自适应线状地下工程结构及其横向变形控制方法。首先结合图1～图4介绍本专利技术的一种自适应线状地下工程结构。该自适应线状地下工程结构包括线状地下工程结构(1)、自调节囊袋(6)、流体通道(9)三部分，其中的线状地下工程结构(1)为埋设于土体并能为地下线状工程提供线状空间的结构，自调节囊袋(6)为设置于线状地下工程结构(1)的迎土面且具备密封性能的袋状体，流体通道(9)为将自调节囊袋(6)引至操作面的流体通道(9)。本实施例中所述的线状地下工程结构(1)可以是地铁隧道、城市管廊、各种地下管道或通道等。本实施例的以下部分，结合图1～图6，进一步介绍本专利技术的一种自适应线状地下工程结构的工作原理及其横向变形控制方法。线状地下工程结构(1)因横向刚度小，跨度大，在建造及使用过程中极易出线横向变形。横向变形最常见的问题包括竖向沉降及水平向的移位，横向变形不均匀往往导致线状地下工程结构(1)开裂、渗水等灾害，严重影响线状地下工程结构(1)的正常使用。线状地下工程结构(1)横向移位后，会出现如图1～图4所示现象。如图1与图3所示，本实施例中，线状地下工程结构(1)因竖向沉降导致局部地段位置下沉，下沉前，线状地下工程结构(1)在土体中的位置如图1与图3中的横向变形前结构位置(2)所示，横向变形前地面位置
(4)与横向变形后地面位置(3)对比见图1与图3。针对该局部下沉地段，可采用本专利技术的自适应线状地下工程结构横向变形控制方法进行复位处理。本实施例的第一步，测定线状地下工程结构(1)的横向变形方向与大小，确定线状地下工程结构(1)横向移位方向，在本实施例中，主要测定线状地下工程结构(1)的沉降值。即测定如图1与图3中所示的线状地下工程结构(1)与横向变形前结构位置(2)的之间的位移。完成第一步，进入第二步。本步骤中，根据线状地下工程结构(1)的横向移位方向，确定线状地下工程结构(1)的外围土体被动区，在本实施例中，线状地下工程结构(1)横向变形主要表现为沉降，线状地下工程结构(1)向下方移动，因此，线状地下工程结构(1)以下的土体区域为外围土体被动区，同时可确定线状地下工程结构(1)的下部与土接触面为被动区迎土面(5)，如图2与图4所示。在图2与图4中，线状地下工程结构(1)的内侧表面可作为操作面(7)，流体通道(9)在建造时穿越线状地下工程结构(1)，端口位于操作面(7)内。在本步骤中，也可以在线状地下工程结构(1)建造完成后，在其外围迎土面埋设自调节囊袋(6)与流体通道(9)。完成第二步，进入第三步。通过流体通道(9)向埋设于自适应线状地下工程结构(1)被动区土体范围内的自调节囊袋(6)内注入流体，在本实施例中，因线状地下工程结构(1)横断面为圆形，可沿圆周设置多个自调节囊袋(6)，以便于不同位置复位大小不同的需求。还可以设置多层自调节囊袋(6)，以供多次复位使用。完成第三步，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应线状地下工程结构，其特征是由线状地下工程结构(1)、自调节囊袋(6)、流体通道(9)三部分组成，其中的线状地下工程结构(1)为埋设于土体并能为地下线状工程提供线状空间的结构，自调节囊袋(6)为设置于线状地下工程结构(1)的迎土面且具备密封性能的袋状体，流体通道(9)为将自调节囊袋(6)引至操作面的流体通道。2.一种如权利要求1所述的自适应线状地下工程结构横向变形控制方法，包括以下步骤：a)测定自适应线状地下工程结构(1)横向变形方向与大小，确定自适应线状地下工程结构(1)横向移位方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继红，
申请(专利权)人：张继红，
类型：发明
国别省市：