專利名稱：一種水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
水下隧道采用礦山法進(jìn)行施工時(shí)，為防止開(kāi)挖面出現(xiàn)突水坍塌等工程事故，施工中通常采用超前注漿進(jìn)行預(yù)加固，而后在注漿加固圈的保護(hù)下進(jìn)行隧道開(kāi)挖，以保證水下隧道的施工安全。然而，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于水下隧道超前注漿加固參數(shù)的設(shè)計(jì)主要還是在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上按工程類比法進(jìn)行，相關(guān)的公路和鉄路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)水下隧道注漿加固圈厚度如何確定完全沒(méi)有涉及。實(shí)際水下隧道工程設(shè)計(jì)中，注漿加固參數(shù)的確定往往根據(jù)設(shè)計(jì)工程師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判定，對(duì)于采用的注漿設(shè)計(jì)參數(shù)是否完全能夠保證隧道安全施工的需要，或者確定的注漿參數(shù)是否過(guò)于保守，其安全系數(shù)有多大，包括設(shè)計(jì)工程師自己都無(wú)法確定。因此，一方面設(shè)計(jì)中為保證安全，設(shè)計(jì)工程師往往一味的加大注漿加固圈的厚度，以保證隧道的施工安全，從而增加了隧道的工程造價(jià)；另一方面，由于缺乏有效的分析和設(shè)計(jì) 方法，無(wú)法根據(jù)隧道的地質(zhì)條件進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，整座隧道往往采用完全相同的注漿加固設(shè)計(jì)參數(shù)，使得水下隧道在斷層破碎帶等地質(zhì)薄弱位置又存在一定的施工風(fēng)險(xiǎn)。總體來(lái)說(shuō)，水下隧道注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)目前還停留在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，無(wú)法滿足我國(guó)水下隧道建設(shè)快速發(fā)展的需要。因此，研制ー種新型的定量化的水下隧道注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法已為急需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法，采用該水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法得到的加固圈厚度更能滿足現(xiàn)場(chǎng)工程施工要求，從而一方面可保證隧道的施工安全，另ー方面也可降低工程造價(jià)。發(fā)明的技術(shù)解決方案如下—種水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟步驟I :選取ー組加固圈厚度參數(shù)，計(jì)算不同加固圈厚度條件下隧道施工工作面的穩(wěn)定系數(shù)；步驟2 :基于不同加固圈厚度以及對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)最小_■乘法，獲得加固圈厚度-穩(wěn)定系數(shù)回歸曲線；步驟3 :根據(jù)該加固圈厚度-穩(wěn)定系數(shù)回歸曲線，即可得到某ー設(shè)計(jì)的穩(wěn)定系數(shù)條件下隧道所需的加固圈厚度。在步驟1，某一加固圈厚度對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)采用以下方法計(jì)算(I)計(jì)算圍巖壓カq;①H彡等效荷載高度h,時(shí)，q= Y · H；式中Y為隧道上覆圍巖重度；Η為隧道埋深，指隧道拱頂至地面的距離；
②等效荷載高度hq < H <深、淺埋隧道分界深度Hp時(shí)，
權(quán)利要求
1.一種水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I:選取ー組加固圈厚度參數(shù)，計(jì)算不同加固圈厚度條件下隧道施工工作面的穩(wěn)定系數(shù)； 步驟2:基于不同加固圈厚度以及對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)最小二乗法，獲得加固圈厚度-穩(wěn)定系數(shù)回歸曲線； 步驟3 :根據(jù)該加固圈厚度-穩(wěn)定系數(shù)回歸曲線，即可得到某一設(shè)計(jì)的穩(wěn)定系數(shù)條件下隧道所需的加固圈厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟1，某一加固圈厚度對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)采用以下方法計(jì)算 (1)計(jì)算圍巖壓カq; ①H<等效荷載高度h,吋，
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，加固圈厚度參數(shù)為至少五個(gè)，從大到小或從小到大排列，相鄰的加固圈厚度參數(shù)值的差值為lm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1選取一組加固圈厚度參數(shù)，計(jì)算不同加固圈厚度條件下隧道施工工作面的穩(wěn)定系數(shù)；步驟2基于不同加固圈厚度以及對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)最小二乘法，獲得加固圈厚度-穩(wěn)定系數(shù)回歸曲線；步驟3根據(jù)該加固圈厚度-穩(wěn)定系數(shù)回歸曲線，即可得到某一設(shè)計(jì)的穩(wěn)定系數(shù)條件下隧道所需的加固圈厚度。采用該水下隧道暗挖施工注漿加固圈厚度的設(shè)計(jì)方法得到的加固圈厚度更能滿足現(xiàn)場(chǎng)工程施工要求，從而一方面可保證隧道的施工安全，另一方面也可降低工程造價(jià)。
文檔編號(hào)E21D11/10GK102704947SQ201210176528
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者彭立敏, 施成華, 曹成勇, 楊偉超, 雷明鋒 申請(qǐng)人:中南大學(xué)