[發(fā)明專利]針對(duì)雙模盾構(gòu)模式安全轉(zhuǎn)換位置的力學(xué)分析評(píng)價(jià)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210103772.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114492047A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷軍;朱向飛;楊子漢;張鵬輝;彭斌;于廣明;戴亦軍;丁紅軍;鄺利軍;黃兩宜;陳澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建筑第五工程局有限公司;青島理工大學(xué);中國(guó)建筑股份有限公司;中國(guó)建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施有限公司;中建南方投資有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;E21D9/11;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 青島匯智海納知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37335
• 代理人: 王丹丹

本發(fā)明公開(kāi)一種基于圍巖穩(wěn)定性的雙模盾構(gòu)安全轉(zhuǎn)換位置力學(xué)分析評(píng)價(jià)方法，首先根據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘探報(bào)告文件，確定雙模盾構(gòu)施工換模位置地質(zhì)模型圖；然后定義并獲得力學(xué)分析評(píng)價(jià)參數(shù)，所述力學(xué)分析評(píng)價(jià)參數(shù)包括：TBM轉(zhuǎn)EPB時(shí)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)前方全斷面硬巖的最小長(zhǎng)度；EPB轉(zhuǎn)TBM時(shí)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入全斷面硬巖的最小長(zhǎng)度；模式轉(zhuǎn)換期間，拱頂保持穩(wěn)定狀態(tài)的上覆硬巖最小厚度；模式轉(zhuǎn)換期間，地層底部存在空洞時(shí)，隧道底板保持穩(wěn)定狀態(tài)的底部硬巖最小厚度；最后基于上述參數(shù)，比較此處轉(zhuǎn)換位置所對(duì)應(yīng)的實(shí)際的入巖長(zhǎng)度、留巖長(zhǎng)度、上覆硬巖厚度、底部硬巖厚度，對(duì)轉(zhuǎn)換位置處的圍巖進(jìn)行穩(wěn)定性分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙模盾構(gòu)轉(zhuǎn)換位置安全性的力學(xué)分析評(píng)價(jià)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)雙模盾構(gòu)模式安全轉(zhuǎn)換位置的力學(xué)分析評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

為適應(yīng)多變的地質(zhì)條件，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)條件下施工的安全性和高效性，雙模(TBM-EPB) 盾構(gòu)開(kāi)始逐步應(yīng)用于地鐵隧道的建設(shè)。如申請(qǐng)公布號(hào)為CN111911177A的發(fā)明專利公開(kāi)一種雙模隧道掘進(jìn)機(jī)在頻變地層的掘進(jìn)模式選擇判別方法，通過(guò)巖機(jī)感知參數(shù)的智能判別，結(jié)合隧道掘進(jìn)機(jī)出渣渣樣的判別，同時(shí)參考地質(zhì)勘查資料，以更加系統(tǒng)化、更加精確地判斷始發(fā)階段和掘進(jìn)過(guò)程中的模式選擇和模式轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)，使得雙模隧道掘進(jìn)機(jī)的模式選擇和模式轉(zhuǎn)換位置、轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)具有更加規(guī)范、更加標(biāo)準(zhǔn)化的操作依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于雙模盾構(gòu)模式轉(zhuǎn)換期間的安全問(wèn)題也極其重要，其中最為突出的就是模式轉(zhuǎn)換位置的安全評(píng)價(jià)問(wèn)題。

雙模盾構(gòu)模式轉(zhuǎn)換時(shí)，模式轉(zhuǎn)換位置的圍巖尚未支護(hù)，盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)內(nèi)無(wú)壓力，不能與地層水、土壓力相平衡，若模式轉(zhuǎn)換位置圍巖的穩(wěn)定性較低，模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中極易造成掌子面坍塌等不良影響，因此，對(duì)雙模盾構(gòu)安全轉(zhuǎn)換位置進(jìn)行分析評(píng)價(jià)首要是對(duì)模式轉(zhuǎn)換位置圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。若圍巖穩(wěn)定則轉(zhuǎn)換位置安全性良好，可以進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換；若圍巖不穩(wěn)定則轉(zhuǎn)換位置的安全性欠缺，在實(shí)際工程中應(yīng)該放棄此轉(zhuǎn)換位置，另尋其余轉(zhuǎn)換位置，以保證雙模盾構(gòu)模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中人員及機(jī)械設(shè)備的安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)雙模盾構(gòu)模式轉(zhuǎn)換時(shí)，模式轉(zhuǎn)換位置的圍巖尚未支護(hù)，對(duì)于轉(zhuǎn)換位置的穩(wěn)定性及安全性問(wèn)題，提出一種針對(duì)雙模盾構(gòu)模式安全轉(zhuǎn)換位置的力學(xué)分析評(píng)價(jià)方法，以更好的實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換，有效保證雙模盾構(gòu)模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中人員及機(jī)械設(shè)備的安全。

本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種針對(duì)雙模盾構(gòu)模式安全轉(zhuǎn)換位置的力學(xué)分析評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

步驟A、根據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘探報(bào)告文件，確定雙模盾構(gòu)施工換模位置地質(zhì)模型圖；

步驟B、定義并獲得力學(xué)分析評(píng)價(jià)參數(shù)；

(1)所述力學(xué)分析評(píng)價(jià)參數(shù)包括：TBM轉(zhuǎn)EPB時(shí)，盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)前方全斷面硬巖的最小長(zhǎng)度L_留；EPB轉(zhuǎn)TBM時(shí)，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入全斷面硬巖的最小長(zhǎng)度L_入；模式轉(zhuǎn)換期間，拱頂保持穩(wěn)定狀態(tài)上覆硬巖的最小厚度H_覆；模式轉(zhuǎn)換期間，地層底部存在空洞時(shí)，隧道底板保持穩(wěn)定狀態(tài)的底部硬巖最小厚度H_底；

(2)結(jié)合工程所選雙模轉(zhuǎn)換位置的巖層性質(zhì)，通過(guò)力學(xué)分析得到上述四個(gè)力學(xué)分析評(píng)價(jià)參數(shù)的值；

步驟C、基于所述力學(xué)分析評(píng)價(jià)參數(shù)，對(duì)當(dāng)前轉(zhuǎn)換位置處的圍巖進(jìn)行穩(wěn)定性分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙模盾構(gòu)轉(zhuǎn)換位置安全性的力學(xué)分析評(píng)價(jià)，當(dāng)L_留、L_入、H_覆、H_底四個(gè)力學(xué)分析評(píng)價(jià)參數(shù)全部安全時(shí)，則此處的轉(zhuǎn)換位置位置安全，否則不是安全的轉(zhuǎn)換位置，則重新選擇合適的雙模盾構(gòu)轉(zhuǎn)換位置。

進(jìn)一步的，所述步驟B中，模式轉(zhuǎn)換期間，拱頂保持穩(wěn)定狀態(tài)關(guān)鍵層的最小厚度H_覆具體通過(guò)以下方式獲得：

(1)壓力拱邊界隨軟硬巖交接面的變化而變化，設(shè)置如下工況：

工況一：首先設(shè)置一個(gè)軟硬巖交界面的位置，確定壓力拱外邊界；