[发明专利]一种隧道支护结构体系协同设计方法及系统

摘要

本发明公开了一种隧道支护结构体系协同设计方法及系统。所述方法及系统根据隧道围岩的超前变形预测值和超前变形量控制标准值进行比较，可以科学地判定出是否采用隧道超前支护，并通过超前支护参数的敏感性分析获得超前支护最优参数解集；根据隧道围岩施工期间最大变形量预测值和隧道最大变形量控制标准值进行对比，可以科学判定出是否采用初期支护，并通过初期支护参数的敏感性分析可以获得初期支护最优参数解集；根据所提出的隧道支护结构体系协同度可以科学地判断所选隧道支护设计方案的优劣，从而实现隧道支护结构体系的协同作用评价，充分发挥支护体系的整体性能，提高了隧道设计的科学性和经济性。

主权项

1.一种隧道支护结构体系确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取隧道开挖面的超前变形量预测值和超前变形量控制标准值；根据所述超前变形量预测值和超前变形量控制标准值判断隧道开挖过程中是否需要施作超前支护，获得第一判断结果；若所述第一判断结果为隧道开挖过程中需要施作超前支护，根据超前支护参数的敏感性分析结果确定超前支护参数最优解集；根据所述超前支护参数最优解集对隧道施工期间围岩的最大变形量进行预测，获得围岩变形量预测值；根据所述围岩变形量预测值和围岩变形量控制标准值判断隧道围岩施工期间是否需要施作初期支护，获得第二判断结果；若所述第二判断结果为隧道围岩施工期间需要施作初期支护，根据初期支护体系确定初期支护参数最优解集；所述初期支护体系为钢架和喷射混凝土配合锚固体系组成的隧道支护结构体系；所述初期支护参数最优解集包括支护时机最优值、喷射混凝土支护刚度最优值以及钢架支护刚度最优值；根据所述超前支护参数最优解集和所述初期支护参数最优解集计算隧道支护结构体系的协同度；根据所述协同度判断围岩变形是否影响隧道运营，获得第三判断结果；若所述第三判断结果为围岩变形影响隧道运营，根据支护时机确定二次衬砌参数最优解集；所述二次衬砌参数最优解集包括二次衬砌厚度最优值；根据所述超前支护参数最优解集、所述初期支护参数最优解集和所述二次衬砌参数最优解集确定隧道支护结构体系的结构参数；所述隧道支护结构体系包括超前支护、初期支护和二次衬砌。