[发明专利]一种V级围岩隧道施工初支变形分级预警确定方法

权利要求书

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：R_t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。