隧道分步施工判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種隧道分步施工判斷方法，屬于隧道施工方法技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有的隧道分步施工決策缺乏有效、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撘罁?jù)從而導(dǎo)致隧道施工安全系數(shù)低或施工效率低等問題而設(shè)計。本發(fā)明提供的隧道分步施工判斷方法通過隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素構(gòu)建隧道分析樣本數(shù)據(jù)庫進(jìn)而獲取隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)，根據(jù)隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)獲得隧道單次最大開挖跨度的計算公式，并由此確定隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目。本發(fā)明的隧道分步施工判斷方法能夠為隧道分步施工決策提供有效、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撘罁?jù)，隧道施工更加安全，施工效率更高。
【專利說明】
隧道分步施工判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及隧道施工方法技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種隧道分步施工判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，大斷面隧道施工工法種類多、工藝復(fù)雜，常見工法類型有中隔壁法(C的去)或 交叉中隔壁法(CRD)、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、臺階法W及在上述基本工法類型的基礎(chǔ)上衍生出的形 式各異的工法。各種工法均W分步施工為特征，但對大斷面隧道分步施工適用條件的認(rèn)識 還僅僅停留在定性層面上，因而，現(xiàn)階段對大斷面隧道分步施工決策多依賴于主管技術(shù)人 員工程經(jīng)驗和隧道開挖后對圍巖條件的認(rèn)知，對工法的選用缺乏有效、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撘罁?jù)和 相關(guān)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提出一種能夠提高隧道施工安全系數(shù)、提高施工效率的隧道分步 施工判斷方法。
[0004] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0005] -種隧道分步施工判斷方法，通過隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素構(gòu)建隧道分析樣本 數(shù)據(jù)庫進(jìn)而獲取隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)，根據(jù)所述隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)獲得隧道單 次最大開挖跨度的計算公式，并由此確定隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目。
[0006] 進(jìn)一步的，所述隧道分步施工判斷方法具體包括下述步驟：
[0007] 步驟Sl、通過隧道圍巖穩(wěn)定性的關(guān)鍵影響因素構(gòu)建隧道分析樣本數(shù)據(jù)庫；
[000引步驟S2、根據(jù)隧道圍巖穩(wěn)定性判據(jù)對樣本數(shù)據(jù)庫進(jìn)行穩(wěn)定性判斷和量化標(biāo)識；
[0009] 步驟S3、演化隧道圍巖穩(wěn)定性與單一影響因素間可量化的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建影響因 素的隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)；
[0010] 步驟S4、由所述步驟S3中獲得的量化函數(shù)建立隧道單次最大開挖跨度的計算公 式；
[0011] 步驟S5、確定隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目。
[0012] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，所述隧道圍巖穩(wěn)定性的關(guān)鍵影響因素為:A:隧道跨 度、B:圍巖強(qiáng)度、C:圍巖完整性。
[0013] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，所述隧道分析樣本數(shù)據(jù)庫按照正交試驗方法進(jìn)行設(shè) 計。
[0014] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，所述隧道圍巖穩(wěn)定性判據(jù)為：當(dāng)圍巖塑性區(qū)互不連 通時，隧道的全斷面開挖是穩(wěn)定的；當(dāng)圍巖塑性區(qū)連通時，隧道的全斷面開挖是不穩(wěn)定的。
[0015] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，正交試驗中，所述隧道跨度A選取的5種水平分別為： 6m、9m、12m、15m、18m;所述圍巖強(qiáng)度B選取的5種水平分別為：2MPa、1 OMPa、20MPa、40MPa、 65MPa;所述圍巖完整性C選取的5種水平分別為:0.1、0.2、0.4、0.6、0.75。
[0016] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，隧道圍巖穩(wěn)定性與=個影響因素 A、B、C的整體關(guān)系 表述為：
[0017] 隧道圍巖穩(wěn)定性=kf (A)f (B)f (C)，其中，k為常數(shù)項。
[0018] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，隧道單次最大開挖跨度A的計算公式為：
[0019]
氏中，
[0020] B為圍巖強(qiáng)度值；
[0021] C為圍巖完整性系數(shù)；
[0022] F為隧道圍巖穩(wěn)定性值。
[0023] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目n為：
[0024]
式中，
[0025] A為隧道施工開挖最大跨度值；
[00%] B為圍巖強(qiáng)度值；
[0027] C為圍巖完整性系數(shù)；
[002引F為隧道圍巖穩(wěn)定性值；
[0029] ^心、1?山均為常數(shù)項。
[0030] 本發(fā)明的有益效果為：
[0031] 本發(fā)明的隧道分步施工判斷方法通過隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素構(gòu)建隧道分析 樣本數(shù)據(jù)庫進(jìn)而獲取了隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)，從而使得在隧道施工過程中隧道圍巖穩(wěn) 定性與影響因素間得W量化表述;根據(jù)隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)獲得了隧道單次最大開挖 跨度的計算公式，并確定了隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目，保障了隧道施工安全、提高了施 工效率，此外，該方法能夠為隧道分步施工決策提供有效、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撘罁?jù)。
【附圖說明】
[0032] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的隧道分步施工判斷方法的流程圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的隧道跨度與圍巖穩(wěn)定性的擬合曲線圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的隧道強(qiáng)度與圍巖穩(wěn)定性的擬合曲線圖；
[0035] 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的圍巖完整性與圍巖穩(wěn)定性的擬合曲線圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0037] 優(yōu)選實施例一：
[0038] 本優(yōu)選實施例提供一種隧道分步施工判斷方法。該隧道分步施工判斷方法具體包 括下述步驟，如圖1所示：
[0039] 步驟S1、通過隧道圍巖穩(wěn)定性的關(guān)鍵影響因素構(gòu)建隧道分析樣本數(shù)據(jù)庫，其中，隧 道圍巖穩(wěn)定性的關(guān)鍵影響因素為:A:隧道跨度、B:圍巖強(qiáng)度、C:圍巖完整性;隧道分析樣本 數(shù)據(jù)庫按照正交試驗方法進(jìn)行設(shè)計，具體如下：
[0040] 步驟Sll、設(shè)置=種因素5種水平，=種因素5種水平值如下：
[0041] (1)、因素 A:根據(jù)公路隧道中常見的隧道跨度、大斷面隧道跨度W及依托工程隧道 斷面跨度，因素 A的5種水平分別為:6m、9m、12m、15m、18m;
[0042] (2)、因素 B:圍巖強(qiáng)度因素 B選取巖石試塊強(qiáng)度指標(biāo)，5種水平取值分別為：2MPa、 IOMPa、20MPa、40MPa、65MPa。為數(shù)值試驗計算方便，根據(jù)莫爾-庫倫準(zhǔn)則將因素 B的5種水平 轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的內(nèi)摩擦角4和凝聚力C，如表1所列：
[0043] 表1數(shù)值模擬材料參數(shù)取值
[0044]
[0045] 注:試驗研究中不考慮重度、彈模和泊松比的影響。
[0046] (3)、因素。圍巖完整性系數(shù)的5種水平取值分別為:0.1、0.2、0.4、0.6、0.75。同 樣，為數(shù)值試驗計算方便，將圍巖完整性系數(shù)通過結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度(節(jié)理組數(shù)、節(jié)理間距)來 表述;同時為簡化計算，節(jié)理組數(shù)僅考慮水平和豎直方向兩組。試驗中因素 C的5種表述如表 2:
[0047] 表2因素 C五種水平的取值 [004引
[0049]節(jié)理面的試驗參數(shù)根據(jù)《公路隧道設(shè)計細(xì)則KJTG/T D70-2010)中有關(guān)巖體結(jié)構(gòu) 面抗剪斷峰值強(qiáng)度的內(nèi)容取值如下表3:
[(K)加]表3節(jié)理參數(shù)取值
[0化1 ]
[0052] 步驟S12、根據(jù)正交試驗設(shè)計方法，隧道分析樣本數(shù)據(jù)庫W25組樣本為例進(jìn)行說 明，如表4所列：
[0053] 表4正交試驗分析表
[0化4]
[0化5]
[0化6] 步驟Sl 3、計算模型 [0057] (1)、隧道斷面形式
[005引根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范KJTG D70-20004)設(shè)計和隧道工程建設(shè)經(jīng)驗，在跨度較 小時隧道斷面一般采用直墻加半圓拱形式;跨度稍大時隧道斷面采用單屯、圓形式;跨度再 大時隧道斷面采用=屯、圓形式;大斷面隧道、特大斷面隧道則采用五屯、圓形式。
[0059] (2)、模型尺寸
[0060] 埋深:為了建立統(tǒng)一的計算分析條件、避免隧道深淺埋的影響，隧道埋深按最大跨 度水平選取，地表至拱底的間距統(tǒng)一取為50m。
[0061] 模型邊長:計算模型邊界到隧道壁的距離不小于取3倍的跨度，模型按最大跨度 18m選取，計算模型長度擬取200m;隧道底部到模型下邊界取為50m。
[0062] 施工模擬與釋放率:試驗計算是采用一次性開挖方式，隧道圍巖應(yīng)力釋放率根據(jù) 《公路隧道設(shè)計細(xì)則KJTGT D70-2010)中有關(guān)合荷載釋放系數(shù)建議值的規(guī)定，隧道初期支 護(hù)前的荷載釋放率定為30%。
[0063] 步驟S2、根據(jù)隧道圍巖穩(wěn)定性判據(jù)對樣本數(shù)據(jù)庫進(jìn)行穩(wěn)定性判斷和量化標(biāo)識；
[0064] 試驗計算模型采用理想彈塑性材料，采用Mohr-Coulomb本構(gòu)模型非線性計算。根 據(jù)《公路隧道設(shè)計細(xì)則KJTG/T D70-2010)中隧道穩(wěn)定性判別的相關(guān)規(guī)定，將圍巖失穩(wěn)判 據(jù)定為：當(dāng)圍巖塑性區(qū)互不連通時，隧道的全斷面開挖是穩(wěn)定的；當(dāng)圍巖塑性區(qū)連通時，隧 道的全斷面開挖是不穩(wěn)定的。
[00化]步驟S21、25組隧道分析樣本試驗計算結(jié)果如表5所列：
[0066] 表5試驗計算結(jié)果
[0067]
[0069]
[0070] 步驟S22、對試驗計算結(jié)果根據(jù)塑性區(qū)性質(zhì)做如下量化規(guī)定：
[0071] (1)、節(jié)理面和巖石塊體均出現(xiàn)塑性區(qū)并且塑性區(qū)均連通，得分為1;
[0072] (2)、節(jié)理面和巖石塊體均出現(xiàn)塑性區(qū)但僅節(jié)理部分塑性區(qū)連通，得分為2;
[0073] (3)、僅節(jié)理面出現(xiàn)塑性區(qū)并且連通，得分為3;
[0074] (4)、節(jié)理面和巖石塊體均出現(xiàn)塑性區(qū)但均未連通，得分為4;
[0075] (5)、僅節(jié)理面出現(xiàn)塑性區(qū)但未連通，得分為5;
[0076] (6 )、節(jié)理面和巖石塊體都未出現(xiàn)塑性區(qū)，得分為6。
[0077] 根據(jù)量化規(guī)定對試驗計算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計如下表6:
[0078] 表6試驗數(shù)據(jù)與圍巖穩(wěn)定指標(biāo)量化
[0079]
[0080]
[0081] 步驟S23、根據(jù)正交試驗分析表可得到因素 A不同水平條件下試驗組合的宏觀形 式，如表7所示：
[0082] 表7因素 A各水平試驗組合宏觀形式表
[0083]
[0084] 注:B(5)表示涵蓋因素 B的5種水平，C(5)表示涵蓋因素 C的5種水平。
[0085] 依照試驗結(jié)果穩(wěn)定性量化方法，因素 A各水平條件下的隧道圍巖穩(wěn)定性量化指標(biāo) 值如下：
[0086] (1)、因素 A第1水平(6m跨度）：
[0087] IA=AlB(S)C(S) =A1B1C1+A1B2C2+A1B3C3+A1B4C4+A1B5C5
[0088] =1+化 5+6+6 = 20
[0089] (2)、因素 A第2水平(9m跨度）：
[0090] nA=A2B(5)C(5)=A2BlC2+A2B2C3+A2B3C4+A2B4C5+A2B5Cl
[0091] =1+3+5+5+3 = 17
[0092] (3)、因素 A第3水平（12m跨度）：
[0093] 虹 A=A3B(5)C(5) =A3B1C3+A3B2C4+A3B3C5+A3B4C1+A3B5C2
[0094] =1+3+5+3+4 = 16
[0095] (4)、因素 A第4水平（15m跨度）：
[0096] IVA=A4B(5)C(5)= A4B1C4+A4B2C5+A4B3C1+A4B4C2+A4B5C3
[0097] =1+3+1+3+5 = 13
[0098] (5)、因素 A第5水平（18m跨度）：
[0099] VA=A5B(5)C(5) =A5B1C5+A5B2C1+A5B3C2+A5B4C3+A5B5C4
[0100] =化 1+化 3+5 = 13
[0101] 對因素 B和因素 C做同樣的數(shù)據(jù)處理分析，可得到不同因素水平隧道穩(wěn)定性量化指 標(biāo)，如8所列：
[0102] 表8不同因素水平下隧道圍巖穩(wěn)定性量化指標(biāo)
[0103]
[0104] 步驟S3、演化隧道圍巖穩(wěn)定性與單一影響因素間可量化的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建影響因 素的隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)；
[0105] 步驟S31、根據(jù)表8各影響因素不同水平下隧道圍巖穩(wěn)定性量化指標(biāo)可W獲得各因 素與隧道圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)的變化關(guān)系，如圖2、圖3和圖4。
[0106] (1)、隧道跨度
[0107] 如圖2所示，隧道開挖跨度與隧道圍巖穩(wěn)定性呈反比關(guān)系，隧道跨度越大越不利于 隧道穩(wěn)定，兩者的關(guān)系用幕函數(shù)表述如下：
[010 引 f(A)=42.39A-*^'" (1)
[0109] (2)、圍巖強(qiáng)度
[0110] 如圖3所示，隧道圍巖強(qiáng)度與隧道圍巖穩(wěn)定性呈正比關(guān)系，隧道圍巖強(qiáng)度越大越利 于隧道穩(wěn)定，兩者的關(guān)系用幕函數(shù)表述如下：
[0111] f(B)=4.8B〇'393 (2)
[0112] (3)、圍巖完整性
[0113] 如圖4所示，隧道圍巖巖體完整性系數(shù)與隧道圍巖穩(wěn)定性呈正比關(guān)系，隧道巖體完 整性系數(shù)越好越利于隧道穩(wěn)定，兩者的關(guān)系用對數(shù)函數(shù)表述如下：
[0114] f(C)=6.2081n(C)+22.78 (3)
[0115] 由于f (C) >0，因此，巖體完整性系數(shù)C需滿足C>0.03。
[0116] 步驟S32、在=個影響因素中隧道開挖后的圍巖穩(wěn)定性與隧道的跨度成反比、與圍 巖強(qiáng)度和巖體完整性系數(shù)呈正比，且圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)與=種因素的關(guān)系均可采用幕函數(shù)來 描述。隧道工程開挖后的圍巖穩(wěn)定性是一個綜合因素共同作用的結(jié)果，各因素間對穩(wěn)定性 的影響存在某種程度的關(guān)聯(lián)、禪合，運種關(guān)聯(lián)關(guān)系宜用乘除的關(guān)系，因此，隧道開挖后的圍 巖穩(wěn)定性指標(biāo)與=個影響因素的整體關(guān)系可表述如下：
[0117] 隧道圍巖穩(wěn)定性=kf(A)f(B)f(C) (4)
[011引將公式（1)、公式(2)、公式(3)帶入可得：
[0119] 隧道圍巖穩(wěn)定性=A-0'"b0'393 ( 6.20 別 n(C)+22.78) (5)
[0120] 式中：k-常數(shù)項，取0.004907。
[0121] 步驟S33、根據(jù)公式(5)可W通過隧道跨度、圍巖強(qiáng)度和巖體完整性系數(shù)3個因素計 算得到隧道開挖后量化的圍巖穩(wěn)定指標(biāo)值，為獲得圍巖穩(wěn)定指標(biāo)值所表征的穩(wěn)定狀態(tài)，將 公式(5)代入到試驗計算結(jié)果表6,可得到各試驗的圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)值如表9所示：
[0122] 表9隧道圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)計算值
[0123]
[0124]
[0125] 由表9可知:在25組正交試驗中隧道開挖后圍巖不穩(wěn)定時隧道圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)最 小值為5.3、最大值為22.3;隧道圍巖穩(wěn)定時隧道圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)最小值為23.8、最大值為 51.9,由此根據(jù)試驗計算結(jié)果可W給出利用隧道圍巖穩(wěn)定指標(biāo)值F判斷圍巖穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)：
[0126] F=A-°'4V'392 ( 6.20Wn(C)+22.78) (6)
[0127] 由此規(guī)定:F>23時，隧道圍巖穩(wěn)定;F《23時，隧道圍巖不穩(wěn)定。
[0128] 此外，根據(jù)正交試驗結(jié)果計算得到的隧道穩(wěn)定程度，可對隧道圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)值 劃分為=種情況，如表10所示：
[0129] 表10圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)值與定性描述 [mr^nl
[0131] 步驟S4、由所述步驟S3中獲得的量化函數(shù)建立隧道單次最大開挖跨度的計算公 式；
[0132] 根據(jù)公式(6)可知隧道在圍巖條件(強(qiáng)度和完整系數(shù))一定的情況下可W求得單次 最大開挖寬度A，計算公式如下：
[0133]
(7)
[0134] 式中，根據(jù)隧道施工中對圍巖穩(wěn)定性大小的要求對F按表10進(jìn)行取值;B為圍巖強(qiáng) 度值;C為圍巖完整性系數(shù)。
[0135] 步驟S5、確定隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目：
[0136] 假定隧道施工開挖最大跨度為A，隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目為n，則由公式(7)
可知，隧冷輸丫出A擊輸丫巧+ 古嫩r曰。筆'溫口.
[0137] (8)
[013 引 W
[0139]
[0140] 式中，A為隧道施工開挖最大跨度值;B為圍巖強(qiáng)度值;C為圍巖完整性系數(shù);F為隧 道圍巖穩(wěn)定值;ki、k2、k3、k4均為常數(shù)項。
[0141] 優(yōu)選實施例二：
[0142] 本優(yōu)選實施例提供一種隧道分步施工判斷方法。該隧道分步施工判斷方法與優(yōu)選 實施例一所述的方法基本相同，通過隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素構(gòu)建隧道分析樣本數(shù)據(jù)庫 進(jìn)而獲取隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)，根據(jù)所述隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)獲得隧道單次最大 開挖跨度的計算公式，并由此確定隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目。
[0143] 不同之處在于：隧道分析樣本數(shù)據(jù)庫可W按照正交試驗方法進(jìn)行設(shè)計，也可W按 照其他試驗方法進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)實際情況選擇即可；正交試驗中可W選擇5種試驗水平，構(gòu) 建25個樣本數(shù)據(jù)，也可W選擇多個試驗水平，構(gòu)建更多個樣本數(shù)據(jù)，并不限于實施例一中所 述的情況;隧道開挖后的圍巖穩(wěn)定性指標(biāo)與=個影響因素的關(guān)系式并不限于實施例一中的 情況，還可W根據(jù)實際計算情況進(jìn)行調(diào)整，能夠獲得量化函數(shù)即可。
[0144] 最后，還需要說明的是，在本文中，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在 涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些 要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運種過程、方法、物品或者設(shè) 備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0145] W上是結(jié)合附圖給出的實施例，僅是實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方案而非對其限制，任何 對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而不脫離本發(fā)明技 術(shù)方案的精神，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。本發(fā)明的保護(hù)范圍還包 括本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性勞動所能想到的任何替代技術(shù)方案。
【主權(quán)項】
1. 一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，通過隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素構(gòu)建隧 道分析樣本數(shù)據(jù)庫進(jìn)而獲取隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)，根據(jù)所述隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù) 獲得隧道單次最大開挖跨度的計算公式，并由此確定隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，具體包括下述步 驟： 步驟S1、通過隧道圍巖穩(wěn)定性的關(guān)鍵影響因素構(gòu)建隧道分析樣本數(shù)據(jù)庫； 步驟S2、根據(jù)隧道圍巖穩(wěn)定性判據(jù)對樣本數(shù)據(jù)庫進(jìn)行穩(wěn)定性判斷和量化標(biāo)識； 步驟S3、演化隧道圍巖穩(wěn)定性與單一影響因素間可量化的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建影響因素的 隧道圍巖穩(wěn)定性量化函數(shù)； 步驟S4、由所述步驟S3中獲得的量化函數(shù)建立隧道單次最大開挖跨度的計算公式； 步驟S5、確定隧道施工中分步施工導(dǎo)坑數(shù)目。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，所述隧道圍巖穩(wěn)定 性的關(guān)鍵影響因素為:A:隧道跨度、B:圍巖強(qiáng)度、C:圍巖完整性。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，所述隧道分析樣本 數(shù)據(jù)庫按照正交試驗方法進(jìn)行設(shè)計。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，所述隧道圍巖穩(wěn)定 性判據(jù)為：當(dāng)圍巖塑性區(qū)互不連通時，隧道的全斷面開挖是穩(wěn)定的；當(dāng)圍巖塑性區(qū)連通時， 隧道的全斷面開挖是不穩(wěn)定的。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，正交試驗中，所述 隧道跨度A選取的5種水平分別為:6m、9m、12m、15m、18m;所述圍巖強(qiáng)度B選取的5種水平分別 為：2MPa、lOMPa、20MPa、40MPa、65MPa;所述圍巖完整性C選取的5種水平分別為：0.1、0.2、 0·4、0·6、0·75〇7. 根據(jù)權(quán)利要求3-6任一所述的一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，隧道圍巖穩(wěn) 定性與三個影響因素 A、B、C的整體關(guān)系表述為： 隧道圍巖穩(wěn)定性=kf (A)f (B)f (C)，其中，k為常數(shù)項。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，隧道單次最 大開挖跨度A的計算公式為：B為圍巖強(qiáng)度值； C為圍巖完整性系數(shù)； F為隧道圍巖穩(wěn)定性值。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種隧道分步施工判斷方法，其特征在于，隧道施工中 分步施工導(dǎo)坑數(shù)目η為：Α為隧道施工開挖最大跨度值； B為圍巖強(qiáng)度值； C為圍巖完整性系數(shù)； F為隧道圍巖穩(wěn)定性值； ki、k2、k3、k4均為常數(shù)項。
【文檔編號】G06Q50/08GK105956941SQ201610308368
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】許崇幫
【申請人】交通運輸部公路科學(xué)研究所