[發(fā)明專利]一種水下礦山法隧道合理埋深計(jì)算方法

在審

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• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111441822A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀維國;范國剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司;中鐵（天津）隧道工程勘察設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;G06F17/10;G06Q50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種水下礦山法隧道合理埋深計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，通過地質(zhì)鉆探探明，得到淤泥層或軟土層厚度、基巖表層既有裂隙深度，計(jì)算出隧道結(jié)構(gòu)頂部軟弱土質(zhì)覆蓋層和基巖表面既有裂隙深度；

步驟二，測量水頭高度、隧道拱腰最大寬度，根據(jù)巖層隔水和滲透作用系數(shù)、巖石的堅(jiān)固性系數(shù)、安全余量，計(jì)算出考慮巖層隔水和滲透作用的安全保護(hù)層厚度；

步驟三，根據(jù)地基系數(shù)、單個(gè)最危險(xiǎn)藥包的最小抵抗線，計(jì)算出鉆爆引起的圍巖松動(dòng)圈導(dǎo)水裂隙長度；

步驟四，通過計(jì)算出的隧道結(jié)構(gòu)頂部軟弱土質(zhì)覆蓋層和基巖表層既有裂隙深度、考慮巖層隔水和滲透作用的安全保護(hù)層厚度、鉆爆引起的圍巖松動(dòng)圈導(dǎo)水裂隙長度，計(jì)算出礦山法隧道合理埋深。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于，在步驟一中，通過地質(zhì)鉆探探明，得到淤泥層或軟土層厚度a、基巖表層既有裂隙深度m，計(jì)算出隧道結(jié)構(gòu)頂部軟弱土質(zhì)覆蓋層和基巖表面既有裂隙深度H₁：

H₁＝a+m……公式(1)；

在公式(1)中：

a：淤泥層或軟土層厚度，通過地質(zhì)鉆探探明(m)；

m：基巖表層既有裂隙深度，通過地質(zhì)勘探探明(m)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算方法，其特征在于，在步驟二中，測量水頭高度h₁、隧道拱腰最大寬度d，根據(jù)巖層隔水和滲透作用系數(shù)η、巖石的堅(jiān)固性系數(shù)f、安全余量c，計(jì)算出考慮巖層隔水和滲透作用的安全保護(hù)層厚度H₂：

在公式(2)中：

h₁：水頭高度，取隧道主體結(jié)構(gòu)頂面至水面距離(m)；

d：隧道拱腰最大寬度(m)；

η：巖層隔水和滲透作用系數(shù)，取樣試驗(yàn)求得，0＜η≤1；

f：巖石的堅(jiān)固性系數(shù)；

c：安全余量，取5m。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)算方法，其特征在于，在步驟三中，根據(jù)地基系數(shù)k、單個(gè)最危險(xiǎn)藥包的最小抵抗線p，計(jì)算出鉆爆引起的圍巖松動(dòng)圈導(dǎo)水裂隙長度h：

在公式(3)中：

k：地基系數(shù)；

p：單個(gè)最危險(xiǎn)藥包的最小抵抗線；

F(n)：相應(yīng)藥包爆破指數(shù)的函數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算方法，其特征在于，在步驟四中，通過計(jì)算出的隧道結(jié)構(gòu)頂部軟弱土質(zhì)覆蓋層和基巖表層既有裂隙深度H₁、考慮巖層隔水和滲透作用的安全保護(hù)層厚度H₂、鉆爆引起的圍巖松動(dòng)圈導(dǎo)水裂隙長度h，計(jì)算出礦山法隧道合理埋深D：

D＝H₁+H₂+h……公式(4)；

在公式(4)中：

D：礦山法隧道合理埋深(m)；

H₁：隧道結(jié)構(gòu)頂部軟弱土質(zhì)覆蓋層和基巖表層既有裂隙深度(m)；

H₂：考慮巖層隔水和滲透作用的安全保護(hù)層厚度(m)；

h：鉆爆引起的圍巖松動(dòng)圈導(dǎo)水裂隙長度(m)。