1.本公開涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道開挖進尺確定方法及裝置。

背景技術(shù)：

2.隧道開挖進尺是隧道開挖過程中一個重要參數(shù)，但相關(guān)設(shè)計規(guī)范不夠明確，且多數(shù)根據(jù)工程經(jīng)驗確定相關(guān)參數(shù)，缺乏理論支撐，可能導(dǎo)致施工進度緩慢，施工效率低下。與此同時施工循環(huán)進尺又會在一定程度上影響圍巖穩(wěn)定性、隧道超欠挖質(zhì)量等，從而影響到施工安全性及經(jīng)濟性問題。因此需要選取一個合理的循環(huán)進尺，使其既能滿足施工安全性要求，盡量提高施工效率，又能避免超欠挖現(xiàn)象發(fā)生，提高其經(jīng)濟性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.提供該公開內(nèi)容部分以便以簡要的形式介紹構(gòu)思，這些構(gòu)思將在后面的具體實施方式部分被詳細描述。該公開內(nèi)容部分并不旨在標(biāo)識要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保護的技術(shù)方案的范圍。

4.本公開實施例提供了一種隧道開挖進尺確定方法及裝置，可以確定一個合理的循環(huán)進尺，使其既能滿足施工安全性要求，盡量提高施工效率，又能避免超欠挖現(xiàn)象發(fā)生，提高其經(jīng)濟性。

5.第一方面，本公開實施例提供了隧道開挖進尺確定方法，包括：

6.基于圍巖級別確定抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；

7.基于多種工況，不同開挖進尺條件，獲得不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，與抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺；

8.假設(shè)周邊孔開口誤差為零，確定超欠挖高度影響因素表達式，進而確定隧道超挖土方量表達式；

9.基于不同循環(huán)進尺下隧道超挖土方量確定工程費用；

10.基于不同循環(huán)進尺各工序的時間要求，確定一個完整循環(huán)進尺所需時間，進而確定工期；

11.基于工程費用、工期以及開挖安全要求確定隧道開挖進尺。

12.結(jié)合第一方面的實施例，在一些實施例中，上述圍巖級別為iv級，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為0.09mpa。。

13.結(jié)合第一方面的實施例，在一些實施例中，上述超欠挖高度影響因素表達式為

14.h＝e+ltan(θ/2)

15.式中，h為超欠挖高度，θ為炮孔外插角，e為開口位置，e＝0，l為鉆孔的深度。

16.結(jié)合第一方面的實施例，在一些實施例中，上述隧道超挖土方量表達式為

17.v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

18.在式中，v為超挖土方量，s為設(shè)計開挖輪廓周長，δ為預(yù)留變形量。

19.結(jié)合第一方面的實施例，在一些實施例中，上述循環(huán)進尺各工序，包括：鉆孔、裝藥、初噴混凝土、出渣以及支護。

20.第二方面，本公開實施例提供了一種隧道開挖進尺確定裝置，包括：基礎(chǔ)單元，所述基礎(chǔ)單元用于基于圍巖級別確定抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；比較單元，所述比較單元用于基于多種工況，不同開挖進尺條件，獲得不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，與抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺；設(shè)定單元，所述設(shè)定單元用于假設(shè)周邊孔開口誤差為零，確定超欠挖高度影響因素表達式，進而確定隧道超挖土方量表達式；費用單元，所述費用單元用于基于不同循環(huán)進尺下隧道超挖土方量確定工程費用；工期單元，所述工期單元用于基于不同循環(huán)進尺各工序的時間要求，確定一個完整循環(huán)進尺所需時間，進而確定工期；確定單元，所述確定單元用于基于工程費用、工期以及開挖安全要求確定隧道開挖進尺。

21.結(jié)合第二方面的實施例，在一些實施例中，上述圍巖級別為iv級，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為0.09mpa。

22.結(jié)合第二方面的實施例，在一些實施例中，上述超欠挖高度影響因素表達式為

23.h＝e+ltan(θ/2)

24.式中，h為超欠挖高度，θ為炮孔外插角，e為開口位置，e＝0，l為鉆孔的深度。

25.結(jié)合第二方面的實施例，在一些實施例中，上述隧道超挖土方量表達式為

26.v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

27.在式中，v為超挖土方量，s為設(shè)計開挖輪廓周長，δ為預(yù)留變形量。

28.結(jié)合第二方面的實施例，在一些實施例中，上述循環(huán)進尺各工序，包括：鉆孔、裝藥、初噴混凝土、出渣以及支護。

29.第三方面，本公開實施例提供了一種電子設(shè)備，包括：一個或多個處理器；存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，當(dāng)上述一個或多個程序被上述一個或多個處理器執(zhí)行，使得上述一個或多個處理器實現(xiàn)如第一方面上述的隧道開挖進尺確定方法。

30.第四方面，本公開實施例提供了一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面上述的隧道開挖進尺確定方法的步驟。

31.本公開實施例提供的隧道開挖進尺確定方法及裝置，通過建立隧道數(shù)值計算模型，設(shè)立多種工況分別采用不同開挖進尺進行開挖，得出不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，確定滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺，然后從經(jīng)濟性角度進行不同循環(huán)進尺下隧道超欠挖分析以及施工工期分析，最終綜合得出了一個安全快速經(jīng)濟的循環(huán)進尺建議值，使其既能滿足施工安全性要求，盡量提高施工效率，又能避免超欠挖現(xiàn)象發(fā)生，提高其經(jīng)濟性。

附圖說明

32.結(jié)合附圖并參考以下具體實施方式，本公開各實施例的上述和其他特征、優(yōu)點及方面將變得更加明顯。貫穿附圖中，相同或相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元素。應(yīng)當(dāng)理

解附圖是示意性的，原件和元素不一定按照比例繪制。

33.圖1是根據(jù)本公開的隧道開挖進尺確定方法的一個實施例的流程圖；

34.圖2是本公開的隧道開挖進尺確定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

35.圖3是根據(jù)本公開實施例提供的電子設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

36.下面將參照附圖更詳細地描述本公開的實施例。雖然附圖中顯示了本公開的某些實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開可以通過各種形式來實現(xiàn)，而且不應(yīng)該被解釋為限于這里闡述的實施例，相反提供這些實施例是為了更加透徹和完整地理解本公開。應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開的附圖及實施例僅用于示例性作用，并非用于限制本公開的保護范圍。

37.應(yīng)當(dāng)理解，本公開的方法實施方式中記載的各個步驟可以按照不同的順序執(zhí)行，和/或并行執(zhí)行。此外，方法實施方式可以包括附加的步驟和/或省略執(zhí)行示出的步驟。本公開的范圍在此方面不受限制。

38.本文使用的術(shù)語“包括”及其變形是開放性包括，即“包括但不限于”。術(shù)語“基于”是“至少部分地基于”。術(shù)語“一個實施例”表示“至少一個實施例”；術(shù)語“另一實施例”表示“至少一個另外的實施例”；術(shù)語“一些實施例”表示“至少一些實施例”。其他術(shù)語的相關(guān)定義將在下文描述中給出。

39.需要注意，本公開中提及的“第一”、“第二”等概念僅用于對不同的裝置、模塊或單元進行區(qū)分，并非用于限定這些裝置、模塊或單元所執(zhí)行的功能的順序或者相互依存關(guān)系。

40.需要注意，本公開中提及的“一個”、“多個”的修飾是示意性而非限制性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，除非在上下文另有明確指出，否則應(yīng)該理解為“一個或多個”。

41.本公開實施方式中的多個裝置之間所交互的消息或者信息的名稱僅用于說明性的目的，而并不是用于對這些消息或信息的范圍進行限制。

42.請參考圖1，其示出了根據(jù)本公開的隧道開挖進尺確定方法的一個實施例的流程。如圖1所示，該隧道開挖進尺確定方法包括以下步驟：

43.步驟101，基于圍巖級別確定抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。

44.在這里，計算時可按圍巖級別的標(biāo)準(zhǔn)值確定，圍巖極限抗拉強度一般為0.2c，以iv級圍巖為例，其粘聚力c為0.2-0.7mpa，則抗拉強度控制值為0.09mpa。

45.步驟102，基于多種工況，不同開挖進尺條件，獲得不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，與抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺。

46.在這里，利用建立隧道數(shù)值計算模型，設(shè)立多種工況分別采用不同開挖進尺進行開挖，與上述抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺。

47.步驟103，假設(shè)周邊孔開口誤差為零，確定超欠挖高度影響因素表達式，進而確定隧道超挖土方量表達式。

48.在這里，超欠挖高度影響因素表達式為

49.h＝e+ltan(θ/2)

50.式中，h為超欠挖高度，θ為炮孔外插角，e為開口位置，e＝0，l為鉆孔的深度。

51.可以看出，外插角的計算式：θ＝2arctan(h/l)。

52.隨著循環(huán)進尺的增加，各級圍巖外插角控制值均不斷降低，鉆孔精度的技術(shù)要求越來越高，圍巖超挖量更難控制，需要采取相應(yīng)技術(shù)手段進行輔助施工。

53.隧道超挖土方量表達式為

54.v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

55.在式中，v為超挖土方量，s為設(shè)計開挖輪廓周長，δ為預(yù)留變形量。

56.步驟104，基于不同循環(huán)進尺下隧道超挖土方量確定工程費用。

57.隨著循環(huán)進尺的增加，鉆孔深度不斷增大，圍巖的超挖土方量亦隨之增加。超挖量的增加會引起一定的超額消耗，提升工程費用并且不利于保持圍巖原有強度和開挖輪廓。

58.步驟105，基于不同循環(huán)進尺各工序的時間要求，確定一個完整循環(huán)進尺所需時間，進而確定工期。

59.在隧道開挖過程中，各工序(包括鉆孔、裝藥、初噴混凝土、出渣、支護)均會隨循環(huán)進尺的不同而相應(yīng)發(fā)生改變，分別求出不同循環(huán)進尺一個完整循環(huán)所需時間，進一步計算出日開挖進尺及月開挖進尺，進而確定工期。

60.可以發(fā)現(xiàn)，鉆孔爆破、初期支護、出渣等工序所需時間均隨循環(huán)進尺的增大而增大，進而得出隨著爆破進尺的增加，月進尺量相應(yīng)增加；可以在一定程度上縮短工期。

61.步驟106，基于工程費用、工期以及開挖安全要求確定隧道開挖進尺。

62.在具體確定隧道開挖進尺時，綜合考慮工程費用、工期以及開挖安全要求，最終得到一個安全快速經(jīng)濟的循環(huán)進尺建議值，使其既能滿足施工安全性要求，盡量提高施工效率，又能避免超欠挖現(xiàn)象發(fā)生，提高其經(jīng)濟性。

63.可以看出，在本技術(shù)實施例中，通過建立隧道數(shù)值計算模型，設(shè)立多種工況分別采用不同開挖進尺進行開挖，得出不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，確定滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺，然后從經(jīng)濟性角度進行不同循環(huán)進尺下隧道超欠挖分析以及施工工期分析，最終綜合得出了一個安全快速經(jīng)濟的循環(huán)進尺建議值，使其既能滿足施工安全性要求，盡量提高施工效率，又能避免超欠挖現(xiàn)象發(fā)生，提高其經(jīng)濟性。

64.下面結(jié)合具體示例對本技術(shù)進行說明，用以輔助理解本技術(shù)所公開的發(fā)明構(gòu)思，但并不對本技術(shù)起限定作用。

65.某高原隧道二號斜井iv級圍巖隧道開挖進尺確定實例：

66.建立某iv級圍巖隧道斜井?dāng)?shù)值計算模型，設(shè)立5種工況分別采用1m，1.5m，2m，2.5m，3m不同開挖進尺進行開挖，得出不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖。

67.從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況。

68.與上述抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺為2.5m。

69.超欠挖高度影響因素表達式為

70.h＝e+ltan(θ/2)

71.式中，h為超欠挖高度，θ為炮孔外插角，e為開口位置，e＝0，l為鉆孔的深度。

72.可以看出，外插角的計算式：θ＝2arctan(h/l)。

73.隨著循環(huán)進尺的增加，各級圍巖外插角控制值均不斷降低，鉆孔精度的技術(shù)要求越來越高，圍巖超挖量更難控制，需要采取相應(yīng)技術(shù)手段進行輔助施工。

74.隧道超挖土方量表達式為

75.v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

76.在式中，v為超挖土方量，s為設(shè)計開挖輪廓周長，δ為預(yù)留變形量。

77.可以得出不同循環(huán)進尺超挖量系數(shù)表如下：

78.表1各循環(huán)進尺超挖量系數(shù)表

[0079][0080]

隨著循環(huán)進尺的增加，鉆孔深度不斷增大，圍巖的超挖土方量亦隨之增加。超挖量的增加會引起一定的超額消耗，提升工程費用并且不利于保持圍巖原有強度和開挖輪廓，可以據(jù)此進行工程造價，測算工程費用。

[0081]

在隧道開挖過程中，鉆孔、裝藥、初噴混凝土、出渣、支護系統(tǒng)均會隨循環(huán)進尺的不同而相應(yīng)發(fā)生改變，設(shè)月進尺為l，循環(huán)進尺為l，不同循環(huán)進尺下隧道各工序開挖時間分別為t1、t2、t3、t4，則開挖月進尺為(計算月進尺時考慮每月工作時間按照25天計算)：

[0082]

l＝l

×

25

×

24/(t1+t2+t3+t4)

[0083]

以某高原隧道二號斜井iv級圍巖開挖作業(yè)循環(huán)時間為例，如下表2所示：

[0084]

表2 iv級圍巖開挖作業(yè)循環(huán)時間表

[0085][0086][0087]

根據(jù)上表我們可以看出，鉆孔爆破、初期支護、出渣等工序所需時間均隨循環(huán)進尺的增大而增大，進而得出隨著爆破進尺的增加，月進尺量相應(yīng)增加；就此隧道而言，采用3m進尺可以將月進尺量較循環(huán)進尺1m時增加77m，可以在一定程度上縮短工期。

[0088]

基于工程費用、工期以及開挖安全要求確定隧道開挖進尺，一個安全快速經(jīng)濟的循環(huán)進尺建議值，使其既能滿足施工安全性要求，盡量提高施工效率，又能避免超欠挖現(xiàn)象

發(fā)生，提高其經(jīng)濟性。

[0089]

進一步參考圖2，作為對上述各圖所示方法的實現(xiàn)，本公開提供了一種隧道開挖進尺確定裝置，該裝置實施例與圖1所示的方法實施例相對應(yīng)，該裝置具體可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。

[0090]

如圖2所示，本實施例的隧道開挖進尺確定裝置包括：基礎(chǔ)單元201，基礎(chǔ)單元201用于基于圍巖級別確定抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；比較單元202，比較單元202用于基于多種工況，不同開挖進尺條件，獲得不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，與抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺；203設(shè)定單元，設(shè)定單元203用于假設(shè)周邊孔開口誤差為零，確定超欠挖高度影響因素表達式，進而確定隧道超挖土方量表達式；費用單元204，費用單元204用于基于不同循環(huán)進尺下隧道超挖土方量確定工程費用；工期單元205，工期單元205用于基于不同循環(huán)進尺各工序的時間要求，確定一個完整循環(huán)進尺所需時間，進而確定工期；確定單元206，確定單元206用于基于工程費用、工期以及開挖安全要求確定隧道開挖進尺。

[0091]

在一些可選的實施方式中，上述圍巖級別為iv級，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為0.09mpa。

[0092]

在一些可選的實施方式中，上述超欠挖高度影響因素表達式為

[0093]

h＝e+ltan(θ/2)

[0094]

式中，h為超欠挖高度，θ為炮孔外插角，e為開口位置，e＝0，l為鉆孔的深度。

[0095]

在一些可選的實施方式中，上述隧道超挖土方量表達式為

[0096]

v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

[0097]

在式中，v為超挖土方量，s為設(shè)計開挖輪廓周長，δ為預(yù)留變形量。

[0098]

在一些可選的實施方式中，上述循環(huán)進尺各工序，包括：鉆孔、裝藥、初噴混凝土、出渣以及支護。

[0099]

下面參考圖3，其示出了適于用來實現(xiàn)本公開實施例的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。本公開實施例中的電子設(shè)備可以包括但不限于諸如移動電話、筆記本電腦、數(shù)字廣播接收器、pda(個人數(shù)字助理)、pad(平板電腦)、pmp(便攜式多媒體播放器)、車載終端(例如車載導(dǎo)航終端)等等的移動終端以及諸如數(shù)字tv、臺式計算機等等的固定終端。圖3示出的電子設(shè)備僅僅是一個示例，不應(yīng)對本公開實施例的功能和使用范圍帶來任何限制。

[0100]

如圖3所示，電子設(shè)備可以包括處理裝置(例如中央處理器、圖形處理器等)301，其可以根據(jù)存儲在只讀存儲器(rom)302中的程序或者從存儲裝置308加載到隨機訪問存儲器(ram)303中的程序而執(zhí)行各種適當(dāng)?shù)膭幼骱吞幚?。在ram303中，還存儲有電子設(shè)備300操作所需的各種程序和數(shù)據(jù)。處理裝置301、rom 302以及ram 303通過總線304彼此相連。輸入/輸出(i/o)接口305也連接至總線304。

[0101]

通常，以下裝置可以連接至i/o接口305：包括例如觸摸屏、觸摸板、鍵盤、鼠標(biāo)、攝像頭、麥克風(fēng)、加速度計、陀螺儀等的輸入裝置306；包括例如液晶顯示器(lcd)、揚聲器、振動器等的輸出裝置307；包括例如磁帶、硬盤等的存儲裝置308；以及通信裝置309。通信裝置309可以允許電子設(shè)備與其他設(shè)備進行無線或有線通信以交換數(shù)據(jù)。雖然圖3示出了具有各種裝置的電子設(shè)備，但是應(yīng)理解的是，并不要求實施或具備所有示出的裝置。可以替代地實施或具備更多或更少的裝置。

[0102]

特別地，根據(jù)本公開的實施例，上文參考流程圖描述的過程可以被實現(xiàn)為計算機軟件程序。例如，本公開的實施例包括一種計算機程序產(chǎn)品，其包括承載在非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)上的計算機程序，該計算機程序包含用于執(zhí)行流程圖所示的方法的程序代碼。在這樣的實施例中，該計算機程序可以通過通信裝置309從網(wǎng)絡(luò)上被下載和安裝，或者從存儲裝置308被安裝，或者從rom 302被安裝。在該計算機程序被處理裝置301執(zhí)行時，執(zhí)行本公開實施例的方法中限定的上述功能。

[0103]

需要說明的是，本公開的計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或者計算機可讀存儲介質(zhì)或者是上述兩者的任意組合。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是——但不限于——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子可以包括但不限于：具有一個或多個導(dǎo)線的電連接、便攜式計算機磁盤、硬盤、隨機訪問存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、光纖、便攜式緊湊磁盤只讀存儲器(cd-rom)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。在本公開中，計算機可讀存儲介質(zhì)可以是任何包含或存儲程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。而在本公開中，計算機可讀信號介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號可以采用多種形式，包括但不限于電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀信號介質(zhì)還可以是計算機可讀存儲介質(zhì)以外的任何計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀信號介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。計算機可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括但不限于：電線、光纜、rf(射頻)等等，或者上述的任意合適的組合。

[0104]

在一些實施方式中，客戶端、服務(wù)器可以利用諸如http(hypertext transfer protocol，超文本傳輸協(xié)議)之類的任何當(dāng)前已知或未來研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行通信，并且可以與任意形式或介質(zhì)的數(shù)字數(shù)據(jù)通信(例如，通信網(wǎng)絡(luò))互連。通信網(wǎng)絡(luò)的示例包括局域網(wǎng)(“l(fā)an”)，廣域網(wǎng)(“wan”)，網(wǎng)際網(wǎng)(例如，互聯(lián)網(wǎng))以及端對端網(wǎng)絡(luò)(例如，ad hoc端對端網(wǎng)絡(luò))，以及任何當(dāng)前已知或未來研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)。

[0105]

上述計算機可讀介質(zhì)可以是上述電子設(shè)備中所包含的；也可以是單獨存在，而未裝配入該電子設(shè)備中。

[0106]

上述計算機可讀介質(zhì)承載有一個或者多個程序，當(dāng)上述一個或者多個程序被該電子設(shè)備執(zhí)行時，使得該電子設(shè)備：基于圍巖級別確定抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；基于多種工況，不同開挖進尺條件，獲得不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，與抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺；假設(shè)周邊孔開口誤差為零，確定超欠挖高度影響因素表達式，進而確定隧道超挖土方量表達式；基于不同循環(huán)進尺下隧道超挖土方量確定工程費用；基于不同循環(huán)進尺各工序的時間要求，確定一個完整循環(huán)進尺所需時間，進而確定工期；基于工程費用、工期以及開挖安全要求確定隧道開挖進尺。

[0107]

可以以一種或多種程序設(shè)計語言或其組合來編寫用于執(zhí)行本公開的操作的計算機程序代碼，上述程序設(shè)計語言包括但不限于面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言—諸如java、

smalltalk、c++，還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計語言—諸如“c”語言或類似的程序設(shè)計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算機上執(zhí)行、部分地在用戶計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)——包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接)。

[0108]

附圖中的流程圖和框圖，圖示了按照本公開各種實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段、或代碼的一部分，該模塊、程序段、或代碼的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個接連地表示的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或操作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。

[0109]

描述于本公開實施例中所涉及到的單元可以通過軟件的方式實現(xiàn)，也可以通過硬件的方式來實現(xiàn)。其中，單元的名稱在某種情況下并不構(gòu)成對該單元本身的限定。

[0110]

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一個或多個硬件邏輯部件來執(zhí)行。例如，非限制性地，可以使用的示范類型的硬件邏輯部件包括：現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、專用集成電路(asic)、專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(assp)、片上系統(tǒng)(soc)、復(fù)雜可編程邏輯設(shè)備(cpld)等等。

[0111]

在本公開的上下文中，機器可讀介質(zhì)可以是有形的介質(zhì)，其可以包含或存儲以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備結(jié)合地使用的程序。機器可讀介質(zhì)可以是機器可讀信號介質(zhì)或機器可讀儲存介質(zhì)。機器可讀介質(zhì)可以包括但不限于電子的、磁性的、光學(xué)的、電磁的、紅外的、或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置或設(shè)備，或者上述內(nèi)容的任何合適組合。機器可讀存儲介質(zhì)的更具體示例會包括基于一個或多個線的電氣連接、便攜式計算機盤、硬盤、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦除可編程只讀存儲器(eprom或快閃存儲器)、光纖、便捷式緊湊盤只讀存儲器(cd-rom)、光學(xué)儲存設(shè)備、磁儲存設(shè)備、或上述內(nèi)容的任何合適組合。

[0112]

以上描述僅為本公開的較佳實施例以及對所運用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本公開中所涉及的公開范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋在不脫離上述公開構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本公開中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案。

[0113]

此外，雖然采用特定次序描繪了各操作，但是這不應(yīng)當(dāng)理解為要求這些操作以所示出的特定次序或以順序次序執(zhí)行來執(zhí)行。在一定環(huán)境下，多任務(wù)和并行處理可能是有利的。同樣地，雖然在上面論述中包含了若干具體實現(xiàn)細節(jié)，但是這些不應(yīng)當(dāng)被解釋為對本公開的范圍的限制。在單獨的實施例的上下文中描述的某些特征還可以組合地實現(xiàn)在單個實施例中。相反地，在單個實施例的上下文中描述的各種特征也可以單獨地或以任何合適的

子組合的方式實現(xiàn)在多個實施例中。

[0114]

盡管已經(jīng)采用特定于結(jié)構(gòu)特征和/或方法邏輯動作的語言描述了本主題，但是應(yīng)當(dāng)理解所附權(quán)利要求書中所限定的主題未必局限于上面描述的特定特征或動作。相反，上面所描述的特定特征和動作僅僅是實現(xiàn)權(quán)利要求書的示例形式。技術(shù)特征：

1.一種隧道開挖進尺確定方法，其特征在于，所述方法包括：基于圍巖級別確定抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；基于多種工況，不同開挖進尺條件，獲得不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，與抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺；假設(shè)周邊孔開口誤差為零，確定超欠挖高度影響因素表達式，進而確定隧道超挖土方量表達式；基于不同循環(huán)進尺下隧道超挖土方量確定工程費用；基于不同循環(huán)進尺各工序的時間要求，確定一個完整循環(huán)進尺所需時間，進而確定工期；基于工程費用、工期以及開挖安全要求確定隧道開挖進尺。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圍巖級別為iv級，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為0.09mpa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超欠挖高度影響因素表達式為h＝e+ltan(θ/2)式中，h為超欠挖高度，θ為炮孔外插角，e為開口位置，e＝0，l為鉆孔的深度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，隧道超挖土方量表達式為v＝s

×

l

×

(h/2+δ)在式中，v為超挖土方量，s為設(shè)計開挖輪廓周長，δ為預(yù)留變形量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述循環(huán)進尺各工序，包括：鉆孔、裝藥、初噴混凝土、出渣以及支護。6.一種隧道開挖進尺確定裝置，其特征在于，所述裝置包括：基礎(chǔ)單元，所述基礎(chǔ)單元用于基于圍巖級別確定抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；比較單元，所述比較單元用于基于多種工況，不同開挖進尺條件，獲得不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，與抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如果超過規(guī)定的抗拉強度，圍巖即發(fā)生抗拉破壞，據(jù)此得出在滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺；設(shè)定單元，所述設(shè)定單元用于假設(shè)周邊孔開口誤差為零，確定超欠挖高度影響因素表達式，進而確定隧道超挖土方量表達式；費用單元，所述費用單元用于基于不同循環(huán)進尺下隧道超挖土方量確定工程費用；工期單元，所述工期單元用于基于不同循環(huán)進尺各工序的時間要求，確定一個完整循環(huán)進尺所需時間，進而確定工期；確定單元，所述確定單元用于基于工程費用、工期以及開挖安全要求確定隧道開挖進尺。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述圍巖級別為iv級，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為0.09mpa。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述超欠挖高度影響因素表達式為h＝e+ltan(θ/2)

式中，h為超欠挖高度，θ為炮孔外插角，e為開口位置，e＝0，l為鉆孔的深度。9.電子設(shè)備，其特征在于，包括：一個或多個處理器；存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一所述的方法。10.一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一所述的方法。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明實施例公開了隧道開挖進尺確定方法及裝置，屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域。通過建立隧道數(shù)值計算模型，設(shè)立多種工況分別采用不同開挖進尺進行開挖，得出不同開挖循環(huán)進尺下的隧道主應(yīng)力云圖，從掌子面開挖前方與后方各取一部分斷面，監(jiān)測隧道各斷面應(yīng)力分布情況，確定滿足開挖安全條件下的隧道開挖最大循環(huán)進尺，然后從經(jīng)濟性角度進行不同循環(huán)進尺下隧道超欠挖分析以及施工工期分析，最終綜合得出了一個安全快速經(jīng)濟的循環(huán)進尺建議值，使其既能滿足施工安全性要求，盡量提高施工效率，又能避免超欠挖現(xiàn)象發(fā)生，提高其經(jīng)濟性。提高其經(jīng)濟性。提高其經(jīng)濟性。

技術(shù)研發(fā)人員：王明年 劉大剛 趙博洋 凌學(xué)鵬 辛維克 答治華 張民慶 趙鈺 徐濤 賈大鵬 焦云洲 汪旵生 高柏松 張敏 余建樂 李冰天 王旭

受保護的技術(shù)使用者：中國國家鐵路集團有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.12.07

技術(shù)公布日：2022/4/22