发明公布-202211547955X-隧道开挖诱发三维沉降预测方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN115828592A
(43)申请公布日2023.03.21
(21)申请号202211547955.XG06F111/10(2020.01)

(22)申请日2022.12.05
(71)申请人中铁二院工程集团有限责任公司
地址610000四川省成都市金牛区通锦路
三号
(72)发明人齐春何昌国胖涛王闯
郑长青汤印李伟平晏启祥
杨昌宇曾勤华阳曹彧吴林
辜英晗
(74)专利代理机构成都希盛知识产权代理有限
公司51226
专利代理师芶雅灵
(51)Int.Cl.
G06F30/20(2020.01)
G06F17/15(2006.01)
权利要求书2页说明书7页附图3页
(54)发明名称
隧道开挖诱发三维沉降预测方法
(57)摘要
本发明公开了隧道开挖诱发三维沉降预测
方法，包括以下步骤：S1、根据地表土体沉降槽宽
度和地表最大沉降值，构建单洞二维沉降函数；
S2、构建单洞三维沉降函数；S3、根据单洞三维沉
降函数分别构建双洞三维沉降函数和联络通道
三维沉降函数；S4、根据双洞三维沉降函数，计算
双洞隧道开挖诱发的沉降值；S5、根据联络通道
三维沉降函数，计算联络通道开挖诱发的沉降
值；S6、将双洞隧道开挖诱发的沉降值和联络通
道开挖诱发的沉降值相加，得到三维空间下考虑
联络通道的双洞隧道沉降值；本发明解决了现有
隧道开挖地层沉降预测方法预测精度低，同时都
是针对一维和二维工况，缺乏三维沉降预测方法
的问题。
CN115828592A
CN115828592A权利要求书1/2页

1.隧道开挖诱发三维沉降预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、根据地表土体沉降槽宽度和地表最大沉降值，构建单洞二维沉降函数；
S2、根据单洞二维沉降函数和隧道正上方的地表纵向沉降函数，构建单洞三维沉降函
数。
2.如权利要求1所述的隧道开挖诱发三维沉降预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S3、根据单洞三维沉降函数分别构建双洞三维沉降函数和联络通道三维沉降函数；
S4、根据双洞三维沉降函数，计算双洞隧道开挖诱发的沉降值；
S5、根据联络通道三维沉降函数，计算联络通道开挖诱发的沉降值；
S6、将双洞隧道开挖诱发的沉降值和联络通道开挖诱发的沉降值相加，得到三维空间
下考虑联络通道的双洞隧道沉降值；
其中，步骤S4与S5可交换顺序。
3.如权利要求2所述的隧道开挖诱发三维沉降预测方法，其特征在于：步骤S1中单洞二
维沉降函数为：

其中，S(x，z)为单洞二维沉降函数，Smax为地表最大沉降值，x为距隧道中心水平距离，z

为预测点的深度，a为不同土质类型的参数，z0为隧道中心深度，i为地表土体沉降槽宽度。
4.如权利要求3所述的隧道开挖诱发三维沉降预测方法，其特征在于：步骤S2中隧道正
上方地表纵向沉降函数为：

S(y)＝Smax{g(y‑ys)‑g(y‑ye)}

其中，S(y)为隧道正上方地表纵向沉降函数，y为隧道纵向位置，ys为隧道纵向的起点位

置，ye为隧道纵向的终点位置，g(y‑ys)为和g(y‑ye)为第一概率函数，k为地表纵向沉降最大
斜率，η为掌子面位移释放率。
5.如权利要求4所述的隧道开挖诱发三维沉降预测方法，其特征在于，步骤S2中单洞三
维沉降函数为：

其中，Sd(x，y，z)为单洞三维沉降函数。
6.如权利要求5所述的隧道开挖诱发三维沉降预测方法，其特征在于，步骤S3中双洞三
维沉降函数为：

2
CN115828592A权利要求书2/2页

其中，Ss(x，y，z)为双洞三维沉降函数，Smax，l为左线主隧道在单独存在情况下的地表最

大沉降值，Smax，r为右线主隧道在单独存在情况下的地表最大沉降值，gξ(y‑ys)和gξ(y‑ye)为

第二概率函数，ξ取l或r，L为左右主隧道中心线的间距，il为左线主隧道的地表沉降槽宽

度，ir为右线主隧道的地表沉降槽宽度。
7.如权利要求5或6所述的隧道开挖诱发三维沉降预测方法，其特征在于，步骤S3中联
络通道三维沉降函数为：

其中，Sh(x，y，z)为联络通道三维沉降函数，Smax，h为联络通道单独存在情况下的地表最

大沉降值，ih为联络通道的地表沉降槽宽度，gh(x+0.5L)和gh(x‑0.5L)为第三概率函数。

3
CN115828592A说明书1/7页

隧道开挖诱发三维沉降预测方法

技术领域
[0001]本发明涉及地层沉降预测领域，具体涉及隧道开挖诱发三维沉降预测方法。

背景技术
[0002]隧道开挖会破坏土体初始平衡状态，使得附近地层产生不同程度的沉降。过大的
地层沉降将直接影响周围既有建构筑物的结构稳定性，因此在实际工程中，需要在隧道未
开挖前就能合理预测出