(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111391736.2 (22)申请日 2021.11.19 (71)申请人 中交一公局桥隧工程有限公司 地址 410000 湖南省长 沙市天心区万家丽 南路二段688号中南总部基地11号栋 201室 申请人 中交一公局集团有限公司 　 北京交通大 学 (72)发明人 官黎明　陈鹏高　张帅　危皓　 周敏　薛江龙　刘世林　刘齐　 薛斌　苏鑫　杨茂杰　黄明利　 黄猛　 (74)专利代理 机构 北京壹川鸣知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 11765 代理人 孙丽朋(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) E21F 17/18(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种V级围岩隧道施工初支变形分级 预警确 定方法 (57)摘要 本发明公开了一种V级围岩隧道施工初支变 形分级预警确定方法， 包括隧道 二次衬砌厚度验 算， 首先确定隧道二衬设计厚度折减比例， 再确 定二衬截面安全系数， 并进行二衬截面验算； 隧 道初支变形分级预警， 确定二衬最小安全厚度 后， 此时对应的衬砌原设计厚度的折减厚度即是 隧道初支侵限的最大允许值， 建立起基于二衬设 计厚度的初支 变形分级预警方法， 从而降低隧道 初支变形侵 限的可能性。 本发明的有益效果是： 此V级围岩隧道施工初支变形分级预警确定方 法， 从保护二衬最小厚度出发， 通过验算初支可 以侵限的最大值， 降低因初支侵限而造成的初支 返工的成本投入。 权利要求书1页 说明书7页 附图6页 CN 114330045 A 2022.04.12 CN 114330045 A 1.一种V级围岩隧道 施工初支变形分级预警确定方法， 其特 征在于： 包括以下步骤 步骤一、 隧道二次衬砌厚度验算， 首先确定隧道二衬设计厚度折减比例， 再确定二衬截 面安全系数， 并进行二衬截面验算； 步骤二、 隧道初支变形分级预警， 确定二衬最小安全厚度后， 此时对应的衬砌原设计厚 度的折减厚度即是隧道初支侵限的最大允许值， 建立起基于二衬设计厚度的初支变形分级 预警方法， 从而降低隧道初支变形侵限的可能性。 2.根据权利要求1所述的一种V级围岩隧道施工初支变形分级预警确定方法， 其特征在 于： 所述步骤一中， 对于隧道二衬的设计厚度， 通过选取不同 比例二衬原设计厚度， 分别进 行验算， 为确定二衬最小安全厚度奠定基础。 3.根据权利要求1所述的一种V级围岩隧道施工初支变形分级预警确定方法， 其特征在 于： 所述步骤一中， 二衬截面 安全系数的确定， 具体包括： 根据 《公路隧道施工技术规范》 规定， 可以根据 材料的极限强度计算出偏心受压构件的 极限承载力Nu， 然后与实际内力比较， 得 出截面的抗压(抗拉)强度安全系数 K， 即： K＝Nu/N≥[K] 当轴向力偏心 距e＝M/N≤0.2h时， 由材 料抗压强度控制。 此时： 式中： Ra混凝土的极限抗压强度； 为构件纵向弯曲系数； α 为轴向力的偏 心影响系数； b 为衬砌截面宽度； h为衬砌 截面厚度。 当轴向偏心 距e0＝M/N≥0.2h时， 由材 料的抗拉强度控制。 此时： 式中： Rt为混凝土的极限抗拉强度。 4.根据权利要求1所述的一种V级围岩隧道施工初支变形分级预警确定方法， 其特征在 于： 所述步骤一中， 对二衬截面进行验算时， 采用数值计算方法， 对原设计厚度折减后的隧 道二衬进行位移验算与受力验算， 从而确定隧道二衬最小安全厚度。 5.根据权利要求1所述的一种V级围岩隧道施工初支变形分级预警确定方法， 其特征在 于： 所述步骤二中， 具体包括： ①当初支变形不大于隧道预留变形量时， 此时可以将初支变形预警级别定为 Ⅰ级， 在该 预警级别下， 隧道开挖施工可以按照既定方案正常进行， 不需要采取 特别处置应对措施； ②当初支变形大于隧道预留变形量且不超过初支侵限的最大允许值 时， 此时可将预警 级别定为 Ⅱ级， 并根据 施工现场 情况制定具有针对性的应对处置方案与措施。 另外， 初支变 形大于隧道预留变形量且不超过初支侵限的最大允许值这段区间可以根据施工实际需求 进行再分段， 并补充预警级别和相应措施方案； ③当初支变形超过初支侵限的最大允许值时， 此时二衬已不能提供足够的支撑能力， 二衬不能满足承载力要求与净空要求， 此时必须进行对变形侵限的初支进行拆换。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114330045 A 2一种V级围岩隧道施工初支变形分级预警确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种V级围岩隧道施工预警确定方法， 具体为一种V级围岩隧道施工初 支变形分级预警确定方法， 属于山岭隧道技 术领域。 背景技术 [0002]公路隧道由于地质情况复杂多变， 在施工中容易遇到浅埋段， 滑坡断层、 土体朔性 变形等围岩自稳能力较差的情况， 造成塌方、 初支喷射混凝土开裂， 钢 拱架变形和下沉， 导 致二村厚度不够， 换拱处理， 工期延误等多方面的问题， 严重影响到隧道的安全性和经济 性.因此， 加强初期支护， 预防支护变形对隆道 施工十分重要。 [0003]现有的针对现有软岩隧道初支变形预警值以预留变形量为参考标准， 通过隧道开 挖后初支变形量与预留变形量的占比来确定预警值， 但现有的软岩隧道初支变形预警值以 预留变形量为准， 并未考虑二衬的最小安全厚度， 进而 无法验算初支可以侵限的最大值， 增 大了因初支侵限而造成的初支返工的成本投入。 发明内容 [0004]本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种V级围岩隧道施工初支变形分级预 警确定方法。 [0005]本发明通过以下技术方案来实现上述目的： 一种V级围岩隧道施工初支变形分级 预警确定方法， 包括以下步骤 [0006]步骤一、 隧道二次衬砌厚度验算， 首先确定隧道二衬设计厚度折减比例， 再确定二 衬截面安全系数， 并进行二衬截面验算； [0007]步骤二、 隧道初支变形分级预警， 确定二衬最小安全厚度后， 此时对应的衬砌原设 计厚度的折减厚度即是隧道初支侵限的最大允许值， 建立起基于二衬设计厚度的初支变形 分级预警方法， 从而降低隧道初支变形侵限的可能性。 [0008]作为本发明再进一步的方案： 所述步骤一中， 对于隧道二衬的设计厚度， 通过选取 不同比例二衬原设计厚度， 分别进行验算， 为确定二衬最小安全厚度奠定基础。 [0009]作为本发明再进一步的方案： 所述步骤一中， 二衬截面安全系数的确定， 具体包 括： [0010]根据 《公路隧道施工技术规范》 规定， 可以根据材料的极限强度计算出偏心受压构 件的极限承载力Nu， 然后与实际内力比较， 得 出截面的抗压(抗拉)强度安全系数 K， 即： [0011]K＝Nu/N≥[K] [0012]当轴向力偏心 距e＝M/N≤0.2h时， 由材 料抗压强度控制。 此时： [0013] [0014]式中： Ra混凝土的极限抗压强度； 为构件纵向弯曲系数； α为轴向力的偏心影响 系数； b为衬砌 截面宽度； h为衬砌 截面厚度。 [0015]当轴向偏心 距e0＝M/N≥0.2时， 由材 料的抗拉强度控制。 此时：说　明　书 1/7 页 3 CN 114330045 A 3