[发明专利]一种预测TBM掘进适宜性的方法

权利要求书

1.一种预测TBM掘进适宜性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：统计Ⅰ～Ⅲ级围岩段卡机总长度l_III；

S2：统计Ⅳ级围岩段卡机总长度l_IV；

S3：统计Ⅴ、Ⅵ级围岩段卡机总长度l_V；

S4：根据l_III、l_IV、l_V进行折减计算得出隧道统计段TBM设备的适宜性参数Pg，公式如下：

其中Pg表示该TBM设备在该条隧道条件下的适宜性；a₁、a₂为围岩折减系数；b₁、b₂为比例折减系数，L为隧道总长；

S5：根据Pg数值对TBM掘进适宜性进行预测，所述Pg数值与TBM设备在该隧道下的掘进适宜性呈负相关，即：Pg数值较小说明TBM设备在该隧道下的掘进适宜性较强，Pg数值较大说明TBM设备在该隧道下的掘进适宜性较弱。

2.根据权利要求1所述的一种预测TBM掘进适宜性的方法，其特征在于，所述S1中Ⅰ～Ⅲ级围岩段卡机总长度l_III计算公式如下：

其中l_Ⅲi为Ⅰ～Ⅲ级围岩中单次卡机段长度：如连续卡机段间距离小于TBM主机长度则按TBM主机长度度计，如进行扩挖处理其卡机段长度则按扩挖段长度计算且需大于TBM主机长度，l_Ⅲ为Ⅰ～Ⅲ级围岩卡机段累计总长度；n表示Ⅰ～Ⅲ级围岩中卡机次数。

3.根据权利要求1所述的一种预测TBM掘进适宜性的方法，其特征在于，所述S2中Ⅳ级围岩段卡机总长度l_IV计算公式如下：

其中l_Ⅳi为Ⅳ级围岩中单次卡机段长度：如连续卡机段间距离小于TBM主机长度则按TBM主机长度度计，如进行扩挖处理其卡机段长度则按扩挖段长度计算且需大于TBM主机长度，l_IV为Ⅳ级围岩卡机段累计总长度；n表示Ⅳ级围岩中卡机次数。

4.根据权利要求1所述的一种预测TBM掘进适宜性的方法，其特征在于，所述S3中Ⅴ、Ⅵ级围岩段卡机总长度l_V计算公式如下：

其中l_Ⅴi为Ⅴ、Ⅵ级围岩中单次卡机段长度：如连续卡机段间距离小于TBM主机长度则按TBM主机长度度计，如进行扩挖处理其卡机段长度则按扩挖段长度计算且需大于TBM主机长度，l_V为Ⅴ、Ⅵ级围岩卡机段累计总长度；n表示Ⅴ、Ⅵ级围岩中卡机次数。

5.根据权利要求1所述的一种预测TBM掘进适宜性的方法，其特征在于，

所述a₁为Ⅳ级围岩折减系数，a₁的取值计算方式如下：

当k0.7时，a₁＝0.9；

当0.6k≤0.7时，a₁＝0.85；

当0.5k≤0.6时，a₁＝0.8；

当0.4k≤0.5时，a₁＝0.6；

当0.3k≤0.4时，a₁＝0.5；

当0.2k≤0.3时，a₁＝0.45；

当k≤0.2时，a₁＝0.4；

所述a₂为Ⅴ级、Ⅵ级围岩折减系数，a₂的取值计算方式如下：

当k0.7时，a₂＝0.9；

当0.6k≤0.7时，a₂＝0.85；

当0.5k≤0.6时，a₂＝0.8；

当0.4k≤0.5时，a₂＝0.6；

当0.3k≤0.4时，a₂＝0.5；

当0.2k≤0.3时，a₂＝0.45；

当k≤0.2时，a₂＝0.4；

所述k＝BQ1/BQ2，其中BQ1为隧道已开挖卡机段中Ⅳ级围岩或Ⅴ～Ⅵ级围岩的平均BQ值，BQ2为隧道已开挖段中Ⅲ级围岩平均BQ值；

所述b₁为Ⅳ级围岩比例折减系数，b₁的取值计算方式如下：

当m₁＞10％时，b₁＝1；

当0.1％m₁≤10％时，b₁＝9m+0.1；

当m₁0.1％时，b₁＝0.1；其中m₁为统计段中Ⅳ级围岩级别下卡机段累积长度和Ⅳ级围岩级别的总长度之比；

所述b₂为Ⅴ级、Ⅵ级围岩比例折减系数，b₂的取值计算方式如下：

当m₂＞10％时，b₂＝1；

当0.1％m₂≤10％时，b₂＝9m+0.1；

当m₂0.1％时，b₂＝0.1；其中m₂为统计段中Ⅴ级、Ⅵ级围岩级别下卡机段累积长度和Ⅴ级、Ⅵ级围岩级别的总长度之比。