本發(fā)明涉及拓建補(bǔ)償模型，尤其涉及一種地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加速，地鐵作為城市交通的重要組成部分，其建設(shè)和拓建工作日益受到重視。地鐵雙側(cè)拓建是指在現(xiàn)有地鐵線路兩側(cè)進(jìn)行擴(kuò)建，以增加運(yùn)力、緩解交通壓力。然而，在地鐵雙側(cè)拓建過程中，施工活動(dòng)如土方開挖、地下水管理、回填等會(huì)對(duì)地鐵和地下結(jié)構(gòu)造成沉降影響，這不僅威脅施工安全，還可能對(duì)周邊環(huán)境造成破壞。因此，如何有效地控制地鐵雙側(cè)拓建過程中的沉降問題，成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)難題。

2、目前，針對(duì)地鐵雙側(cè)拓建過程中的沉降問題，已有一些技術(shù)手段被廣泛應(yīng)用。例如，通過地質(zhì)勘察了解地下土層分布和性質(zhì)，為施工設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地鐵和地下結(jié)構(gòu)的沉降情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題；采用先進(jìn)的施工技術(shù)和管理措施，如分層開挖、降水控制、加固處理等，以減小施工對(duì)地鐵和地下結(jié)構(gòu)的影響。此外，還有一些學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)致力于開發(fā)新的沉降預(yù)測(cè)和控制方法，以提高沉降控制的準(zhǔn)確性和有效性。

3、盡管現(xiàn)有技術(shù)在地鐵雙側(cè)拓建沉降控制方面取得了一定成效，但仍存在一些技術(shù)問題亟待解決。首先，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)沉降量是當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)之一。由于地質(zhì)條件、施工參數(shù)、環(huán)境因素等多種因素的影響，沉降量的預(yù)測(cè)具有較大的不確定性和復(fù)雜性。其次，如何根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果及時(shí)有效地調(diào)整施工參數(shù)以減小沉降影響也是一個(gè)難題。在實(shí)際施工過程中，施工參數(shù)的調(diào)整往往受到多種因素的制約，如工期、成本、技術(shù)可行性等，這使得沉降控制的實(shí)現(xiàn)變得更為困難。最后，如何在復(fù)雜地質(zhì)和施工條件下實(shí)現(xiàn)沉降調(diào)整的最優(yōu)化也是當(dāng)前亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供一種地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法，包括：

2、步驟s1，采集地鐵拓建區(qū)域的初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并獲取地鐵拓建區(qū)域的歷史沉降數(shù)據(jù)和拓建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

3、步驟s2，根據(jù)初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的單個(gè)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行單一模型構(gòu)建，分別建立若干地質(zhì)勘察子模型和拓建設(shè)計(jì)子模型；

4、步驟s3，確定各所述地質(zhì)勘察子模型對(duì)所述拓建設(shè)計(jì)子模型的影響程度，根據(jù)各所述影響程度確定各地質(zhì)勘察子模型與拓建設(shè)計(jì)子模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

5、步驟s4，在同一對(duì)應(yīng)關(guān)系包含的模型中，建立疊加各變量的測(cè)試環(huán)境，確定各子模型中變量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響因子；

6、步驟s5，分別根據(jù)影響程度以及影響因子重新建立若干測(cè)試模型，并對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果確定第一沉降預(yù)測(cè)模型；

7、步驟s6，使用所述歷史沉降數(shù)據(jù)對(duì)第一沉降預(yù)測(cè)模型進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的差距調(diào)整所述第一沉降預(yù)測(cè)模型中各測(cè)試模型中各變量的影響權(quán)重，得到第二沉降預(yù)測(cè)模型；

8、步驟s7，使用所述第二沉降預(yù)測(cè)模型進(jìn)行模擬得到地鐵沉降預(yù)測(cè)值，根據(jù)所述地鐵沉降預(yù)測(cè)值進(jìn)行補(bǔ)償。

9、作為地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)包括土壤類型、土壤密度以及土壤內(nèi)摩擦角；

10、所述現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括地鐵沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、支護(hù)樁頂部水平位移以及支護(hù)樁頂部豎向位移；

11、所述拓建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包括基坑尺寸以及支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

12、作為地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述地質(zhì)勘察子模型包括土壤類型子模型、土壤密度子模型，以及土壤內(nèi)摩擦角子模型；

13、所述拓建設(shè)計(jì)子模型包括基坑尺寸子模型和支護(hù)結(jié)構(gòu)子模型。

14、作為地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟s3中，確定各地質(zhì)勘察子模型與拓建設(shè)計(jì)子模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括：

15、步驟s31，根據(jù)歷史沉降數(shù)據(jù)，對(duì)單一類型的地質(zhì)勘察子模型進(jìn)行數(shù)據(jù)序列累加，獲得對(duì)應(yīng)地質(zhì)勘察更新數(shù)據(jù)序列；

16、步驟s32，根據(jù)相同的歷史沉降數(shù)據(jù)，對(duì)單一類型的拓建設(shè)計(jì)子模型進(jìn)行數(shù)據(jù)序列累加，獲得對(duì)應(yīng)拓建設(shè)計(jì)更新數(shù)據(jù)序列；

17、步驟s33，計(jì)算所述地質(zhì)勘察更新數(shù)據(jù)序列與所述拓建設(shè)計(jì)更新數(shù)據(jù)序列的影響程度；

18、步驟s34，重復(fù)所述步驟s33，確定各所述地質(zhì)勘察子模型以及各所述拓建設(shè)計(jì)子模型的影響程度，根據(jù)各地質(zhì)勘察更新數(shù)據(jù)序列與所述拓建設(shè)計(jì)更新數(shù)據(jù)序列的影響程度確定各地質(zhì)勘察子模型與拓建設(shè)計(jì)子模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

19、作為地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟s4中，確定當(dāng)前對(duì)應(yīng)關(guān)系的子模型中變量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響因子包括：

20、確定當(dāng)前子模型中測(cè)試變量，將其與變量作為常量，調(diào)整測(cè)試變量，并在所述歷史沉降數(shù)據(jù)中獲取各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)際值以及各次的變化量，計(jì)算當(dāng)前測(cè)試變量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響因子；

21、調(diào)整所述當(dāng)前子模型中的測(cè)試變量與常量，再次確定新的測(cè)試變量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響因子；

22、重復(fù)更換變量以計(jì)算影響因子的過程，直至當(dāng)前對(duì)應(yīng)關(guān)系的子模型中各變量的影響因子全部確定。

23、作為地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟s6中，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果確定第一沉降預(yù)測(cè)模型包括：

24、使用各測(cè)試模型預(yù)測(cè)全部類型的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

25、根據(jù)對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)結(jié)果，篩選出各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)誤差最小對(duì)應(yīng)的測(cè)試模型為所述第一沉降預(yù)測(cè)模型。

26、作為地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟s6中，調(diào)整所述第一沉降預(yù)測(cè)模型中各測(cè)試模型中各變量的影響權(quán)重包括：

27、根據(jù)模擬誤差最小原則調(diào)整所述第一沉降預(yù)測(cè)模型中各變量的影響權(quán)重；

28、所述模擬誤差最小原則為采用調(diào)整后的變量的影響權(quán)重確定的第一沉降預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)結(jié)果的誤差率最小。

29、作為地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟s7中，若地鐵沉降預(yù)測(cè)值超出標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)值，則選取各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)誤差最小的測(cè)試模型進(jìn)行分別預(yù)測(cè)，選取各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)最大值為最終地鐵沉降預(yù)測(cè)值使用回填和軸力伺服系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。

30、本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于地鐵雙側(cè)拓建的開挖沉降值預(yù)測(cè)方法的系統(tǒng)，包括：

31、信息采集模塊，其用以采集地鐵拓建區(qū)域的初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及獲取地鐵拓建區(qū)域的歷史沉降數(shù)據(jù)和拓建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；

32、信息處理模塊，其與所述信息采集模塊相連，用以建立所述地質(zhì)勘察子模型和所述拓建設(shè)計(jì)子模型，確定各所述地質(zhì)勘察子模型對(duì)所述拓建設(shè)計(jì)子模型的影響程度，以及確定各地質(zhì)勘察子模型與拓建設(shè)計(jì)子模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

33、模型建立模塊，其分別與所述信息采集模塊以及信息處理模塊相連，用以建立疊加各變量的測(cè)試環(huán)境，確定各子模型中變量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響因子，建立若干測(cè)試模型并進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)以確定所述第一沉降預(yù)測(cè)模型；

34、模型優(yōu)化模塊，其分別與所述信息采集模塊和所述模型建立模塊相連，用以根據(jù)歷史沉降數(shù)據(jù)對(duì)第一沉降預(yù)測(cè)模型進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的差距調(diào)整所述第一沉降預(yù)測(cè)模型中各測(cè)試模型中各變量的影響權(quán)重，得到第二沉降預(yù)測(cè)模型；

35、補(bǔ)償模塊，其分別與所述模型優(yōu)化模塊以及所述信息采集模塊相連，用以根據(jù)所述第二沉降預(yù)測(cè)模型模擬的所述地鐵沉降預(yù)測(cè)值進(jìn)行補(bǔ)償。

36、本發(fā)明實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果之一：

37、本發(fā)明通過將多個(gè)模型進(jìn)行融合，能夠充分利用歷史沉降數(shù)據(jù)和初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提高沉降預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，有助于提前識(shí)別潛在沉降風(fēng)險(xiǎn)，為及時(shí)調(diào)整施工策略提供依據(jù)；其次通過建立目標(biāo)函數(shù)并對(duì)多種調(diào)整方式進(jìn)行尋優(yōu)，本發(fā)明能夠在預(yù)測(cè)到沉降趨勢(shì)后，迅速確定最優(yōu)調(diào)整方式，實(shí)現(xiàn)沉降的實(shí)時(shí)補(bǔ)償和調(diào)整，有助于減少施工過程中的沉降量，保障施工安全和周邊環(huán)境穩(wěn)定；另外本發(fā)明提供的方法能夠根據(jù)不同地質(zhì)條件、施工環(huán)境和沉降預(yù)測(cè)結(jié)果，靈活調(diào)整施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的沉降控制方案，增強(qiáng)了施工過程的靈活性和適應(yīng)性，有助于應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的施工挑戰(zhàn)。本發(fā)明通過精確預(yù)測(cè)和及時(shí)調(diào)整，有助于減少因沉降引起的施工事故和周邊環(huán)境的破壞，從而降低施工風(fēng)險(xiǎn)和成本，同時(shí)，優(yōu)化后的施工方案也有助于提高施工效率，縮短工期。

38、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。