V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法技术

本发明专利技术公开了一种V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法，包括确定隧道开挖预留变形量、确定隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比、根据拟定的隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比，确定V级围岩隧道台阶法施工初支变形分阶段控制标准。本发明专利技术的有益效果是：此

【技术实现步骤摘要】
V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法


[0001]本专利技术涉及一种
Ⅴ
级围岩隧道开挖变形控制标准，具体为一种V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法，属于山岭隧道施工


技术介绍

[0002]Ⅴ
级围岩隧道是专供汽车运输行驶的通道。随着社会经济和生产的发展,高速公路大量出现，对道路的修建技术提出了较高的标准,要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。因此在道路穿越山区时,过去盘山绕行的方案多改为隧道方案。隧道的修建在改善公路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要的作用。
[0003]Ⅴ
级围岩隧道在开挖施工时，需要对初支变形的控制标准进行确定，现有的针对
Ⅴ
级围岩隧道开挖初支变形控制标准主要以预留变形量为基准，缺乏隧道初支变形分步控制标准，进而导致无法进行精准的控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决问题而提供一种V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法，包括以下步骤
[0006]步骤一、确定隧道开挖预留变形量，施工期间，在施工区段不同断面布设监控量测点，对台阶法各台阶开挖过程中隧道拱顶下沉和洞周收敛进行监测，并对监测数据进行统计，对隧道拱顶下沉和洞周收敛监测数据进行正态分布函数拟合，确定两组数据的方差与均值，即可确定样本的总体分布，得出拱顶下沉和洞周收敛正态分布直方图以及正态函数曲线；
[0007]步骤二、确定隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比，采用数值计算方法对隧道台阶法开挖进行数值计算，确定各台阶开挖后初支变形量之间的比值；
[0008]步骤三、根据拟定的隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比，确定V级围岩隧道台阶法施工初支变形分阶段控制标准。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤一中，正态分布函数具体包括：
[0010]根据区间估计的定义，总体X的分布函数F(x；θ)含有一个未知参数θ，θ
∈
θ，对于给定的α(0<α<1)，若由来自X的样本X1，X2，
…
，X
n
确定的两个统计量θ＝θ(X1，X2，...，X
n
)和对于任意的θ
∈
θ，若：
[0011][0012]成立，则随机区间是θ的置信水平为1
‑
α的置信区间，θ和是置信水平为1
‑
α的双侧置信区间的置信下限和置信上限，1
‑
α称为置信水平。
[0013]当分布函数中方差σ2未知时，由于S是σ的无偏估计，则
[0014][0015][0016]其中，Z
α/2
，Z1‑
α/2
为正态分布的分位点，对隧道穿越断层破碎带大变形段断面进行随机抽样，则X位于(Z
α/2
，Z1‑
α/2
)的概率为1
‑
α，则置信区间的上下限为隧道预留变形量的上下限。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤一中，对正态分布拟合确定的隧道预留变形量的上下限进行适当放大，以保证预留变量能够满足初支变形不侵限。
[0018]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤二中，具体过程如下：
[0019](1)选取数值计算所用软件；
[0020](2)根据隧道施工情况，确定数值计算方案，制定计算工况；
[0021](3)采用数值计算软件进行建模，并根据现场围岩情况对所需参数进行赋值；
[0022](4)按照计算工况分别开展数值计算，对不同台阶长度、不同封闭距离条件下的隧道台阶法各台阶开挖时围岩变形情况(拱顶下沉、洞周收敛等)与围岩受力情况进行对比分析，从而根据数值计算结果对确定隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比进行拟定。
[0023]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤三中，具体包括：
[0024]隧道台阶法施工初支变形分阶段控制标准给定了隧道采用台阶法开挖过程中各台阶开挖时隧道围岩允许变形占总变形的百分比，再根据确定的V级围岩隧道预留变形量，可以获得隧道采用台阶法开挖过程中各台阶开挖时隧道围岩允许变形的绝对值，从而可以实现对隧道台阶法开挖过程中围岩变形进行分阶段精确控制，以达到降低软岩大变形隧道初支侵限可能性的目的。
[0025]本专利技术的有益效果是：此
Ⅴ
级围岩台阶法施工变形控制标准确定方法，从台阶法施工特点出发，通过隧道初支变形分阶段控制标准的制定，可以达到对初支变形动态控制的目的。
附图说明
[0026]图1为本专利技术流程示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例二大变形段各断面拱顶下沉示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例二大变形段各断面洞周收敛示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例二大变形段变形分布直方图及正态分布曲线示意图；
[0030]图5为本专利技术实施例二模型示意图；
[0031]图6为本专利技术实施例二不同封闭距离下围岩变形规律图；
[0032]图7为本专利技术实施例二各工况下塑性区范围云图；
[0033]图8为本专利技术实施例二不同中台阶长度下围岩变形规律图；
[0034]图9为本专利技术实施例二不同中台阶长度拱顶下沉各施工阶段变形占比图；
[0035]图10为本专利技术实施例二不同台阶长度洞周水平收敛各施工阶段变形占比图；
[0036]图11为本专利技术实施例二不同台阶长度下塑性区分布云图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]实施例一
[0039]请参阅图1，一种V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法，包括以下步骤
[0040]步骤一、确定隧道开挖预留变形量，施工期间，在施工区段不同断面布设监控量测点，对台阶法各台阶开挖过程中隧道拱顶下沉和洞周收敛进行监测，并对监测数据进行统计，对隧道拱顶下沉和洞周收敛监测数据进行正态分布函数拟合，确定两组数据的方差与均值，即可确定样本的总体分布，得出拱顶下沉和洞周收敛正态分布直方图以及正态函数曲线；
[0041]步骤二、确定隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比，采用数值计算方法对隧道台阶法开挖进行数值计算，确定各台阶开挖后初支变形量之间的比值；
[0042]步骤三、根据拟定的隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比，确定V级围岩隧道台阶法施工初支变形分阶段控制标准。
[0043]在本专利技术实施例中，所述步骤一中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法，其特征在于：包括以下步骤步骤一、确定隧道开挖预留变形量，施工期间，在施工区段不同断面布设监控量测点，对台阶法各台阶开挖过程中隧道拱顶下沉和洞周收敛进行监测，并对监测数据进行统计，对隧道拱顶下沉和洞周收敛监测数据进行正态分布函数拟合，确定两组数据的方差与均值，即可确定样本的总体分布，得出拱顶下沉和洞周收敛正态分布直方图以及正态函数曲线；步骤二、确定隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比，采用数值计算方法对隧道台阶法开挖进行数值计算，确定各台阶开挖后初支变形量之间的比值；步骤三、根据拟定的隧道台阶法各台阶开挖围岩变形占比，确定V级围岩隧道台阶法施工初支变形分阶段控制标准。2.根据权利要求1所述的一种V级围岩隧道台阶法施工初支变形分级控制标准确定方法，其特征在于：所述步骤一中，正态分布函数具体包括：根据区间估计的定义，总体X的分布函数F(x；θ)含有一个未知参数θ，对于给定的α(0<α<1)，若由来自X的样本X1，X2，
…
，X
n
确定的两个统计量θ＝θ|(X1，X2，...，X
n
)和对于任意的若：成立，则随机区间是θ的置信水平为1
‑
α的置信区间，θ和是置信水平为1
‑
α的双侧置信区间的置信下限和置信上限，1
‑
α称为置信水平。当分布函数中方差σ2未知时，由于S是σ的无偏估计，则未知时，由于S是σ的无偏估计，则其中，Z
α/2
，Z1‑
α...

【专利技术属性】
技术研发人员：危皓，薛江龙，张帅，李庆鑫，周敏，肖福磊，陈鹏高，梁金星，苏鑫，杨健康，蒋友顺，黄明利，黄猛，
申请(专利权)人：中交一公局集团有限公司北京交通大学，
类型：发明
国别省市：