[发明专利]一种隧道双层初期支护动态生成方法及装置

权利要求书

1.一种隧道双层初期支护动态生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时监控第一层支护变形量Uc，Uc的单位为mm；

根据所述Uc绘制所述Uc与时间t的关系曲线，t的单位为d，d为一天；

根据所述关系曲线得到函数Uc＝f(t)，根据所述函数计算变形加速度d²Uc/dt²，d²Uc/dt²的单位为mm/d²；

比较所述Uc与初始设计第一层支护变形限制值Us，所述Us的单位为mm，根据所述Uc与所述Us的比较值与所述变形加速度的计算值对第一层支护与第二层支护进行处理；

根据所述Uc与所述Us的比较值与所述变形加速度的计算值对第一层支护与第二层支护进行处理包括：

当UcUs时，对第一层支护采取增加锚杆或加强喷射混凝土或对第一层支护进行拆换；

当Uc＝Us且d²Uc/dt²≥0时，设置双层初期支护；第二层支护施工完毕后，监测第二层初期支护变形量U_d，U_d的单位为mm，计算dUd/dt，dUd/dt的单位为mm/d，若满足铁路挤压性围岩隧道技术规范Q/CR 9512的规定，则双层初期支护结构设计完成，施作二次衬砌，否则，需要对支护结构进行处理；

当UcUs且d²Uc/dt²≥0时，等待围岩变形进一步释放，使Uc＝Us时，计算变形速率；若d²Uc/dt²≤0，设置第二层支护，若d²Uc/dt²0，需要加快设置第二层支护；第二层支护施工完毕后，继续监测第二层初期支护变形量U_d，计算dU_d/dt，若满足铁路挤压性围岩隧道技术规范Q/CR 9512的规定，则双层初期支护结构设计完成，施作二次衬砌，否则，需要对支护结构进行处理；

当UcUs且d²Uc/dt²0时，计算V_da，V_da的单位为mm/d，所述V_da为第二层支护连续7天变形速率的平均值，若其满足铁路挤压性围岩隧道技术规范要求，不施作第二层支护，否则，施作第二层支护。

2.一种隧道双层初期支护动态生成装置，其特征在于，包括：

监控单元，实时监控第一层支护变形量Uc，Uc的单位为mm；

绘制曲线单元，根据所述Uc绘制所述Uc与时间t的关系曲线，t的单位为d，d为一天；

计算单元，根据所述关系曲线得到函数Uc＝f(t)，根据所述函数计算变形加速度d²Uc/dt²，d²Uc/dt²的单位为mm/d²；

比较单元，比较所述Uc与初始设计第一层支护变形限制值Us，所述Us的单位为mm，根据所述Uc与所述Us的比较值与所述变形加速度的计算值对第一层支护与第二层支护进行处理；

所述比较单元包括：

比较模块A，当UcUs时，需要对第一层支护采取增加锚杆或加强喷射混凝土或对第一层支护进行拆换，提高第一层支护刚度；

比较模块B，当Uc＝Us且d²Uc/dt²≥0时，由于第一层支护变形量未超过初始设计第一层支护变形限制值Us，设置双层初期支护；第二层支护施工完毕后，监测第二层初期支护变形量U_d，U_d的单位为mm，计算dUd/dt，dUd/dt的单位为mm/d，若满足铁路挤压性围岩隧道技术规范Q/CR 9512的规定，则双层初期支护结构设计完成，施作二次衬砌，否则，需要对支护结构进行处理；

比较模块C，当UcUs且d²Uc/dt²≥0时，等待围岩变形进一步释放，使Uc＝Us时，计算变形速率；若d²Uc/dt²≤0，设置第二层支护，若d²Uc/dt²0，需要加快设置第二层支护；第二层支护施工完毕后，继续监测第二层初期支护变形量U_d，计算dU_d/dt，若满足铁路挤压性围岩隧道技术规范Q/CR 9512的规定，则双层初期支护结构设计完成，施作二次衬砌，否则，需要对支护结构进行处理；

比较模块D，当UcUs且d²Uc/dt²0时，计算V_da，V_da的单位为mm/d，所述V_da为第二层支护连续7天变形速率的平均值，若其满足铁路挤压性围岩隧道技术规范要求，不施作第二层支护，否则，施作第二层支护。