[發(fā)明專利]厚砂層緩坡斜井明挖法與暗挖法的臨界開挖長度確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410360008.9
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104268365B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 宮守才;張百祥;谷拴成;申斌學;任建喜;王志杰;郅彬;陳彤;梁鈺;成蛟;蘇培莉;古江林
• 申請（專利權）人: 中煤西安設計工程有限責任公司;西安科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司61202
• 代理人: 劉華

1.一種厚砂層緩坡斜井明挖法與暗挖法的臨界開挖長度確定方法，該方法是根據(jù)斜井傾角、地面坡度、明槽邊坡坡度、井筒掘進高度、頂板安全厚度和耕作層厚度計算出明槽開挖長度值，同時以斜井開挖放坡角度和開挖斜長為變量參數(shù)，計算得出了明挖法和暗挖法的造價函數(shù)，其特征在于所述引入上述不同設計參數(shù)指標，通過不同設計參數(shù)指標分析及造價函數(shù)對比分析，最后確定斜井明挖與暗挖的臨界開挖長度：

一、明槽開挖長度工程力學確定步驟

(1)、明槽開挖尺寸確定

①、確定明槽斜深H(m)：

式中：α—斜井傾角；α'—地面坡度；α₁—明槽邊坡坡度；H_掘—井筒掘進高度；h₁—頂板安全厚度；h₂—耕作層厚度；

②、槽底寬度B₁(m)：

B₁＝B+0.6

式中：B—明槽井筒掘進寬度

③、明槽上口寬度B₂(m)：

B₂＝B₁+2Hsinα₁

④、明槽上口長度L(m)：

L=H sin(α1+α)sin(α+α′)]]>

⑤、明槽底部長度l(m)：

l=H sin(α1-α′)sin(α+α′)]]>

⑥、總挖方量V_挖：

⑦、井筒體積V_井筒(m³):

S—明槽段井筒掘進斷面面積(m²)；

⑧、回填土方量V_填(m³)：

V_填＝V_挖-V_井筒

(2)、明槽長度確定(m)

在臨界坡角α₀下，明槽底長由以下公式確定：

明槽斜高：

明槽底長：l=H sin(α1-α′)sin(α1+α0)---(m)]]>

二、明槽開挖長度的造價確定方法：

(1)明挖法開挖長度目標函數(shù)的建立

通過查閱《煤炭建設井巷工程費用消耗量定額》(2007年基價)可知，斜井井口明槽開挖各種土的基價和支護部分價格已知，可根據(jù)以上公式計算出的挖填土方量，計算明挖法明槽部分總造價，計算時需考慮斜井井口明槽開挖砂礫土、回填土費用；鋼筋綁扎；地面片石砂漿費用；

(2)暗挖法開挖長度目標函數(shù)的確定

由于暗挖法施工時，不需要進行大規(guī)模的土方挖填，故在計算其工程造價時，只需考慮斜井井筒的掘進和支護的耗費；

(3)對比確定明槽段長度(m)

所述明槽開挖的造價與側坡坡度α₁和明槽底長l有關，而暗挖法施工時也與槽底長度l有關，以開挖長度為自變量，工程造價為因變量，根據(jù)建立的造價函數(shù)做出明暗挖造價對比曲線圖，在圖中明挖造價與明槽造價長度相等時對應的l值即為采用明挖法施工的明槽段長度臨界值。