[發明專利]隧道鉆爆法施工安全5參數判定方法

無效

• 申請號: 200910216140.1
• 申請日: 2009-11-04
• 公開（公告）號: CN101718201A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 王明年;路軍富;劉大剛;郭春;童建軍;崔光耀;王玉鎖;張建國;魏龍海;賈媛媛
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 劉冰心

(一)技術領域：本發明涉及隧道工程鉆爆法施工圍巖及支護結構安全性判定方法。屬鐵路、公路、水工隧道工程的建筑類(E01D)。

(二)背景技術：隧道施工階段圍巖及支護結構穩定性受巖體性質、隧道斷面尺寸和形狀、覆蓋層厚度和施工方法等諸多復雜因素的影響，現場工程技術人員對圍巖及支護結構安全性進行精確的分析較困難，目前《公路隧道設計規范》和《公路隧道施工技術規范》以及相關研究領域中的隧道施工階段安全性判定方法中最主要方法如下：容許極限位移量法、位移變化速率法、位移變化加速度法、變形速率比值法等單一定量指標判定法。并以此作為定量指標判定基準，這些方法存在如下問題：①上述單一定量指標判別均沒有考慮隧道施工方法和支護體系的復雜性，即沒有考慮隧道初期支護受力與開挖方法和支護剛度有極大關系的問題。對于復雜的隧道施工方法和支護體系僅僅采用某一個指標，對圍巖及支護結構的安全性進行判斷不僅存在較大的困難，且存在極大的不準確性和無效性。例如：有時隧道周邊位移超出位移控制基準值，但支護結構沒有產生破壞；有時變形速率很大，但隧道周邊位移還遠小于控制基準值，也未發生結構破壞；有時隧道工程(特別是淺埋隧道)位移尚未達到位移控制基準值，但支護結構已經失穩等等。②隧道從預測破壞到采取措施再到完成這些措施，是有一定時間的，在這個時間內，隧道破壞還會加速發展。而目前規范中的施工安全判定方法沒有考慮時間因素的影響，因此此判定方法也存在實際應用非常困難。

(三)發明內容：

本發明提供的隧道鉆爆法施工安全5參數判定方法，就是解決現有的定量指標判定基準存在判定參數單一的不足；沒有考慮隧道施工方法、支護體系的復雜性；沒有考慮時間因素的影響，存在極大的不準確性進而在實際應用中非常困難。本發明采用的技術方案如下：

隧道鉆爆法施工安全5參數判定方法，有步驟1)現場對鉆爆法施工后隧道位移監測斷面確定極限位移U₀；在該處用變形監測儀器進行變形監測，獲得監測斷面的監測周邊位移值U；確定監測變形速率v、確定監測變形加速度a和監測的時間t；(U和v的監測斷面位置一般以拱頂為主要依據)其特征是：該方法還包括下述步驟：

1)上述步驟1)中變形監測儀器采用全站儀、水準儀或收斂計；

2)在隧道位移變形監測同時，用裂縫測寬、測探儀進行監測或用精度大于1mm的尺子量測，確定圍巖支護結構裂縫和發展狀態，記錄并列入表1；

3)在隧道位移變形監測同時，采用水流量監測儀進行量測或觀察和按經驗確定監測斷面處地下水狀態，記錄并列入表1；

4)確定隧道位移值所屬范圍U，確定方法見表1提供的A、B、C三個范圍；

5)按表1提供的隧道變形速率v的取值范圍A₁、A₂；B₁、B₂、B₃和C₁、C₂、C₃、C₄，確定隧道監測變形速率v所處的取值范圍；

6)將隧道監測變形加速度a正負值列入表1；

7)依據上述1)監測的U₀、U、v、a和t的數值，按表1提供的隧道位移值范圍A、B、C，隧道變形速率取值范圍A₁、A₂；B₁、B₂、B₃和C₁、C₂、C₃、C4；隧道變形加速度a正負值、支護結構裂縫及發展狀態、地下水狀態；確定本監測斷面隧道危險等級、對應管理等級，危險等級的狀況類別共18種一并列入表1；并將對應四種危險等級的施工措施列入表2。

表1

上述全站儀、水準儀或收斂計；裂縫測寬、測探儀；水流量監測儀等均可在市場中選購。

當表1中，裂縫或地下水狀態指標與其它判定指標對應組合形式不存在而無法對應判定危險等級時，應按照以下條件判定危險等級：當有裂縫產生且繼續發展，危險等級應提高一個等級，當無裂縫或裂縫停止發展，危險等級應降低一個等級；當有地下水存在時，判定危險等級可提高一級，當無地下水存在時，判定危險等級可降低一級。表2