[發明專利]一種V級圍巖隧道施工初支變形分級預警確定方法

在審

• 申請號: 202111391736.2
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114330045A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 官黎明;陳鵬高;張帥;危皓;周敏;薛江龍;劉世林;劉齊;薛斌;蘇鑫;楊茂杰;黃明利;黃猛
• 申請（專利權）人: 中交一公局橋隧工程有限公司;中交一公局集團有限公司;北京交通大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13;E21F17/18;G06F119/14
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 孫麗朋

1.一種V級圍巖隧道施工初支變形分級預警確定方法，其特征在于：包括以下步驟

步驟一、隧道二次襯砌厚度驗算，首先確定隧道二襯設計厚度折減比例，再確定二襯截面安全系數，并進行二襯截面驗算；

步驟二、隧道初支變形分級預警，確定二襯最小安全厚度后，此時對應的襯砌原設計厚度的折減厚度即是隧道初支侵限的最大允許值，建立起基于二襯設計厚度的初支變形分級預警方法，從而降低隧道初支變形侵限的可能性。

2.根據權利要求1所述的一種V級圍巖隧道施工初支變形分級預警確定方法，其特征在于：所述步驟一中，對于隧道二襯的設計厚度，通過選取不同比例二襯原設計厚度，分別進行驗算，為確定二襯最小安全厚度奠定基礎。

3.根據權利要求1所述的一種V級圍巖隧道施工初支變形分級預警確定方法，其特征在于：所述步驟一中，二襯截面安全系數的確定，具體包括：

根據《公路隧道施工技術規范》規定，可以根據材料的極限強度計算出偏心受壓構件的極限承載力Nu，然后與實際內力比較，得出截面的抗壓(抗拉)強度安全系數K，即：

K＝Nu/N≥[K]

當軸向力偏心距e＝M/N≤0.2h時，由材料抗壓強度控制。此時：

式中：Ra混凝土的極限抗壓強度；為構件縱向彎曲系數；α為軸向力的偏心影響系數；b為襯砌截面寬度；h為襯砌截面厚度。

當軸向偏心距e₀＝M/N≥0.2h時，由材料的抗拉強度控制。此時：

式中：R_t為混凝土的極限抗拉強度。

4.根據權利要求1所述的一種V級圍巖隧道施工初支變形分級預警確定方法，其特征在于：所述步驟一中，對二襯截面進行驗算時，采用數值計算方法，對原設計厚度折減后的隧道二襯進行位移驗算與受力驗算，從而確定隧道二襯最小安全厚度。

5.根據權利要求1所述的一種V級圍巖隧道施工初支變形分級預警確定方法，其特征在于：所述步驟二中，具體包括：

①當初支變形不大于隧道預留變形量時，此時可以將初支變形預警級別定為Ⅰ級，在該預警級別下，隧道開挖施工可以按照既定方案正常進行，不需要采取特別處置應對措施；

②當初支變形大于隧道預留變形量且不超過初支侵限的最大允許值時，此時可將預警級別定為Ⅱ級，并根據施工現場情況制定具有針對性的應對處置方案與措施。另外，初支變形大于隧道預留變形量且不超過初支侵限的最大允許值這段區間可以根據施工實際需求進行再分段，并補充預警級別和相應措施方案；

③當初支變形超過初支侵限的最大允許值時，此時二襯已不能提供足夠的支撐能力，二襯不能滿足承載力要求與凈空要求，此時必須進行對變形侵限的初支進行拆換。