一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法与流程

1.本发明涉及下穿高铁桥梁施工领域，特别是涉及一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法。


背景技术：

2.隧道工程是在修建地下、水下、山体建筑物（铺设铁路、修筑公路）进行的一系列建设工作，主要分为隧道规划、勘测、设计、贯通控制测量和施工工作。目前，隧道下穿高铁桥梁施工会对桥墩和梁体结构的安全产生不利影响，及时掌握桥梁结构健康状态是确保高铁运营安全的重要前提。高铁通过频率高、速度快，对线路的变形要求很高，运营高铁对梁轨上监测设备的布设有着严格的管理控制，具有高度敏感性。
3.下穿高铁桥梁的隧道施工存在着两层结构，分为上下层，在高铁桥梁下建设隧道高铁时会影响高铁桥梁的使用寿命，这就需要使用到桥梁监测设备对高铁桥梁进行实时检测，其中在建设的过程中也会有高铁车辆穿行而过，如果不及时进行风险评估监测极易影响施工的安全性，现有技术中的桥梁监测设备都存在着无法对隧道施工过程中隧道内噪音的监测，当有高铁穿过时，隧道内会产生巨大的噪音，影响施工人员的施工状态，降低施工效率。
4.如授权公告号为cn108960621a的中国专利所公开的一种盾构隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其中在监测评价过程中存在着不能对隧道内噪音的监测，当有高铁穿过时所产生的噪音会极大的在隧道内传播，不仅会影响施工人员的施工效率，而且噪音在传播过程中会导致隧道壁出现震动的情况，从而无法有效的进行风险评估，安全性较低。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，通过对噪音的采集能有效的判断高铁行驶过程中传播到开采后隧道内的噪音，并判断噪音是否会对施工人员产生影响，并且能判断噪音产生的传播振动力对隧道产生的影响，有效进行风险评估，提升施工的安全性。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，包括以下步骤：s1：数据采集：采集高铁行驶过程中对需要施工隧道周围影响的数据，采集高铁行驶过程中路面变化数据；s2：风险评价：根据采集的数据信息进行风险评价评估，判断风险等级；s3：隧道施工：在风险评价评估的风险等级较低处开采隧道；s4：噪音采集：在开采后的隧道中利用能移动的监测设备往复监测，对高铁行驶过程中在隧道内产生的噪音采集，并利用监测设备实时监测隧道顶部是否有沉降变化；s5：风险判断：对采集的噪音信息进行处理分析，判断对隧道内的影响，并且判断
隧道的沉降程度，同时判断隧道的振动频率，判断风险等级，用于加固隧道；s6：评价管理：对数据进行统一化管理，评价判断数据中的风险显示，并且对评价后的风险划分，划分多个模块。
7.作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s1中，采集的数据包括高铁低速行驶、高铁中速行驶、高铁高速行驶以及无高铁行驶。
8.作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s2中，评价的主题是有高铁行驶时和无高铁行驶的前后数据变化，并确定有高铁行驶时路面是否有沉降现象，并确定风险的等级，风险的等级分为五级，一级为最低风险。
9.作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s3中，根据风险等级的划分，在风险等级最低处进行隧道的开采施工，确保对高铁桥梁的支撑稳定性，保证安全性。
10.作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s4中，所述监测设备包括移动推车、噪音检测器、沉降仪以及水平监测器，所述噪音检测器、沉降仪和水平监测器均固定安装在移动推车顶面，所述移动推车行走在开采的隧道内。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述移动推车用于驱动噪音检测器、沉降仪和水平监测器在隧道内移动，以便于定点监测；所述噪音检测器用于采集高铁行驶中隧道内产生的噪音强弱，并对噪音进行分析，判断噪音对施工人员的影响等级；所述沉降仪用于判断有高铁行驶时隧道的沉降变化，以便于判断噪音的振动频率对隧道的影响等级；所述水平监测器用于监测隧道内的水平程度。
12.作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s5中，通过噪音检测器和沉降仪判断噪音产生的振动力对隧道的影响，判断风险的等级。
13.作为本发明的一种优选技术方案，判断出噪音的影响等级后，对隧道进行盾构铺设，对隧道加固，并在盾构铺设过程中铺设隔音层。
14.作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s6中，对应划分的每个模块均设置风险警示阈值，以便统一化分块评价管理，针对每个模块评价结果给出相应的结果评价，保证隧道的安全化开采。
15.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：通过对噪音的采集能有效的判断高铁行驶过程中传播到开采后隧道内的噪音，并判断噪音是否会对施工人员产生影响，并且能判断噪音产生的传播振动力对隧道产生的影响，有效进行风险评估，提升施工的安全性。
附图说明
16.图1为本发明高铁桥梁和隧道结构示意图；图2为本发明隧道施工评价流程图。
具体实施方式
17.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例
18.请参照图1和图2所示，本发明提供一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，包括以下步骤：s1：数据采集：采集高铁行驶过程中对需要施工隧道周围影响的数据，采集高铁行驶过程中路面变化数据；s2：风险评价：根据采集的数据信息进行风险评价评估，判断风险等级；s3：隧道施工：在风险评价评估的风险等级较低处开采隧道；s4：噪音采集：在开采后的隧道中利用能移动的监测设备往复监测，对高铁行驶过程中在隧道内产生的噪音采集，并利用监测设备实时监测隧道顶部是否有沉降变化；s5：风险判断：对采集的噪音信息进行处理分析，判断对隧道内的影响，并且判断隧道的沉降程度，同时判断隧道的振动频率，判断风险等级，用于加固隧道；s6：评价管理：对数据进行统一化管理，评价判断数据中的风险显示，并且对评价后的风险划分，划分多个模块。
19.在本案中，通过数据的采集便于对隧道周围的环境进行风险评估，以便于判断风险等级，采集的数据信息包括高铁低速行驶、高铁中速行驶、高铁高速行驶和无高铁行驶中对隧道的影响，并确定有高铁行驶时是否存在沉降的风险，有效判断隧道开采的风险等级，在确保顺利开采隧道的情况下也要确保上层高铁的顺利运行。
20.通过对噪音的采集能有效的判断高铁行驶过程中传播到开采后隧道内的噪音，并判断噪音是否会对施工人员产生影响，并且能判断噪音产生的传播振动力是否对隧道产生影响，其中通过监测设备能有效的对噪音采集和隧道的沉降变化，判断出噪音对施工人员的影响等级和振动力对隧道的影响等级。
21.其中，所采集和判断的数据均能统一化评价管理，并且能对判断的风险结果等级显示，便于对应的评价风险，同时能对将对应的风险评价进行模块划分，且在每个模块均设置相应的警示阈值，既便于风险的判断，也便于集中化管理，同时能确保施工人员的安全，且能保证隧道的安全化开采施工。
22.既能确保隧道的安全化开采施工，也能确保高铁的顺利通过，全方位的提高安全性。
23.作为本实施例进一步的实施方式，在步骤s2中，评价的主题是有高铁行驶时和无高铁行驶的前后数据变化，并确定有高铁行驶时路面是否有沉降现象，并确定风险的等级，风险的等级分为五级，一级为最低风险。
24.通过有高铁行驶和无高铁行驶的数据对比，能有效的判断出高铁行驶后对隧道的影响，保证施工周围的安全性，提升安全性，在没有开采隧道时检测到有高铁行驶后出现沉降现象时需要特定的加固才可进行隧道的开采，以确保隧道开采施工的安全。
25.作为本实施例进一步的实施方式，在步骤s3中，根据风险等级的划分，在风险等级最低处进行隧道的开采施工，确保对高铁桥梁的支撑稳定性，保证安全性。
26.通过对风险等级的检测，确保开采过程中对高铁的行驶是否产生影响，并保证对高铁支柱是否产生影响，保证高铁桥梁的稳定性，在确保高铁桥梁的稳定后再进行隧道的
开采施工，保证施工的安全性。
27.作为本实施例进一步的实施方式，在步骤s4中，监测设备包括移动推车、噪音检测器、沉降仪以及水平监测器，噪音检测器、沉降仪和水平监测器均固定安装在移动推车顶面，移动推车行走在开采的隧道内。
28.作为本实施例进一步的实施方式，移动推车用于驱动噪音检测器、沉降仪和水平监测器在隧道内移动，以便于定点监测；噪音检测器用于采集高铁行驶中隧道内产生的噪音强弱，并对噪音进行分析，判断噪音对施工人员的影响等级；沉降仪用于判断有高铁行驶时隧道的沉降变化，以便于判断噪音的振动频率对隧道的影响等级；水平监测器用于监测隧道内的水平程度。
29.通过移动推车的设置，便于驱动噪音检测器、沉降仪和水平监测器在开采后的隧道内移动，实时对隧道内的情况进行监测，以便于进行风险判断，保证隧道内的安全性，通过可移动的设置，以便于对不同位置进行定点监测，噪音检测器对隧道内的噪音进行采集分析，当有高铁行驶时，判断噪音的强弱，并判断噪音对施工人员的影响程度，以便于在施工过程中做好防护，保证施工人员的安全，以防影响施工人员的施工效率；通过沉降仪能有效的判断出有高铁行驶时隧道是否有沉降情况，以便于确定风险的等级，以便相应的进行支撑；通过水平监测器便于实时检测隧道内边缘的水平度，隧道一般都是建造呈弧形结构，通过水平监测器能有效的检测隧道内的情况，保证安全性。
30.作为本实施例进一步的实施方式，在步骤s5中，通过噪音检测器和沉降仪判断噪音产生的振动力对隧道的影响，判断风险的等级。
31.作为本实施例进一步的实施方式，判断出噪音的影响等级后，对隧道进行盾构铺设，对隧道加固，并在盾构铺设过程中铺设隔音层。
32.通过噪音检测器既能检测噪音，也能检测有高铁行驶时因噪音产生的振动频率对隧道的影响，判断噪音影响的风险等级，然后相应的在隧道内铺设盾构，消除噪音，并对隧道进行加固，保证隧道的畅通安全性，以防后期对隧道地面施工中噪音对施工人员产生影响，在铺设盾构时，能根据噪音检测器检测的结果相应的对施工人员进行保护措施，以保证施工人员的施工效率。
33.作为本实施例进一步的实施方式，在步骤s6中，对应划分的每个模块均设置风险警示阈值，以便统一化分块评价管理，针对每个模块评价结果给出相应的结果评价，保证隧道的安全化开采。
34.通过设置风险警示阈值，既便于统一化分块评价管理，也便于及时发现评价的风险阈值，确保各个模块的安全。
35.其中，模块分为噪音风险模块、高铁低速行驶风险模块、高铁中速行驶风险模块、高铁高速行驶分析概念模块、有高铁行驶隧道的沉降风险模块、无高铁行驶隧道的沉降风险模块以及隧道振动风险模块，通过模块的划分，能有效的对隧道下穿高铁桥梁进行评价，保证施工中的安全系数。
36.其中，对超出警示阈值的需要经过复测，以确保检测的精确性。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之
ꢀ“
上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：数据采集：采集高铁行驶过程中对需要施工隧道周围影响的数据，采集高铁行驶过程中路面变化数据；s2：风险评价：根据采集的数据信息进行风险评价评估，判断风险等级；s3：隧道施工：在风险评价评估的风险等级较低处开采隧道；s4：噪音采集：在开采后的隧道中利用能移动的监测设备往复监测，对高铁行驶过程中在隧道内产生的噪音采集，并利用监测设备实时监测隧道顶部是否有沉降变化；s5：风险判断：对采集的噪音信息进行处理分析，判断对隧道内的影响，并且判断隧道的沉降程度，同时判断隧道的振动频率，判断风险等级，用于加固隧道；s6：评价管理：对数据进行统一化管理，评价判断数据中的风险显示，并且对评价后的风险划分，划分多个模块。2.根据权利要求1所述的一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：在步骤s1中，采集的数据包括高铁低速行驶、高铁中速行驶、高铁高速行驶以及无高铁行驶。3.根据权利要求2所述的一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：在步骤s2中，评价的主题是有高铁行驶时和无高铁行驶的前后数据变化，并确定有高铁行驶时路面是否有沉降现象，并确定风险的等级，风险的等级分为五级，一级为最低风险。4.根据权利要求3所述的一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：在步骤s3中，根据风险等级的划分，在风险等级最低处进行隧道的开采施工，确保对高铁桥梁的支撑稳定性，保证安全性。5.根据权利要求4所述的一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：在步骤s4中，所述监测设备包括移动推车、噪音检测器、沉降仪以及水平监测器，所述噪音检测器、沉降仪和水平监测器均固定安装在移动推车顶面，所述移动推车行走在开采的隧道内。6.根据权利要求5所述的一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：所述移动推车用于驱动噪音检测器、沉降仪和水平监测器在隧道内移动，以便于定点监测；所述噪音检测器用于采集高铁行驶中隧道内产生的噪音强弱，并对噪音进行分析，判断噪音对施工人员的影响等级；所述沉降仪用于判断有高铁行驶时隧道的沉降变化，以便于判断噪音的振动频率对隧道的影响等级；所述水平监测器用于监测隧道内的水平程度。7.根据权利要求5所述的一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：在步骤s5中，通过噪音检测器和沉降仪判断噪音产生的振动力对隧道的影响，判断风险的等级。8.根据权利要求6或7所述的一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：判断出噪音的影响等级后，对隧道进行盾构铺设，对隧道加固，并在盾构铺设过程中铺设隔音层。
9.根据权利要求5所述的一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，其特征在于：在步骤s6中，对应划分的每个模块均设置风险警示阈值，以便统一化分块评价管理，针对每个模块评价结果给出相应的结果评价，保证隧道的安全化开采。

技术总结
本发明公开了一种隧道施工下穿高铁桥梁的桥梁监测与评价方法，包括以下步骤：S1：数据采集：采集高铁行驶过程中对需要施工隧道周围影响的数据；S2：风险评价：根据采集的数据信息进行风险评价评估；S3：隧道施工：在风险评价评估的风险等级较低处开采隧道；S4：噪音采集：对高铁行驶过程中在隧道内产生的噪音采集；S5：风险判断：对采集的噪音信息进行处理分析；S6：评价管理：对数据进行统一化管理。通过对噪音的采集能有效的判断高铁行驶过程中隧道内的噪音，并判断噪音是否会对施工人员产生影响，并且能判断噪音产生的传播振动力对隧道产生的影响，有效进行风险评估，提升施工的安全性。提升施工的安全性。提升施工的安全性。


技术研发人员：吴邵 顾锡学 李效全 贾绪锦 汪文辉 王春磊 王亚飞 肖坤 欧阳海漫 赵旭 刘培玉 王永宁 程继栋 伏东利 邓强 何坤 邱志强 张雄伟 赵旭敏 张雪松 贾玉梅 卿锶 吴兆祥 李玲 董禹江 吴培培
受保护的技术使用者：中国水利水电第四工程局有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/9/14