隧道开挖进尺确定方法及装置与流程

1.本公开涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道开挖进尺确定方法及装置。

背景技术：

2.隧道开挖进尺是隧道开挖过程中一个重要参数，但相关设计规范不够明确，且多数根据工程经验确定相关参数，缺乏理论支撑，可能导致施工进度缓慢，施工效率低下。与此同时施工循环进尺又会在一定程度上影响围岩稳定性、隧道超欠挖质量等，从而影响到施工安全性及经济性问题。因此需要选取一个合理的循环进尺，使其既能满足施工安全性要求，尽量提高施工效率，又能避免超欠挖现象发生，提高其经济性。

技术实现要素：

3.提供该公开内容部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该公开内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

4.本公开实施例提供了一种隧道开挖进尺确定方法及装置，可以确定一个合理的循环进尺，使其既能满足施工安全性要求，尽量提高施工效率，又能避免超欠挖现象发生，提高其经济性。

5.第一方面，本公开实施例提供了隧道开挖进尺确定方法，包括：

6.基于围岩级别确定抗拉强度标准值；

7.基于多种工况，不同开挖进尺条件，获得不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，与抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺；

8.假设周边孔开口误差为零，确定超欠挖高度影响因素表达式，进而确定隧道超挖土方量表达式；

9.基于不同循环进尺下隧道超挖土方量确定工程费用；

10.基于不同循环进尺各工序的时间要求，确定一个完整循环进尺所需时间，进而确定工期；

11.基于工程费用、工期以及开挖安全要求确定隧道开挖进尺。

12.结合第一方面的实施例，在一些实施例中，上述围岩级别为iv级，抗拉强度标准值为0.09mpa。。

13.结合第一方面的实施例，在一些实施例中，上述超欠挖高度影响因素表达式为

14.h＝e+ltan(θ/2)

15.式中，h为超欠挖高度，θ为炮孔外插角，e为开口位置，e＝0，l为钻孔的深度。

16.结合第一方面的实施例，在一些实施例中，上述隧道超挖土方量表达式为

17.v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

18.在式中，v为超挖土方量，s为设计开挖轮廓周长，δ为预留变形量。

19.结合第一方面的实施例，在一些实施例中，上述循环进尺各工序，包括：钻孔、装药、初喷混凝土、出渣以及支护。

20.第二方面，本公开实施例提供了一种隧道开挖进尺确定装置，包括：基础单元，所述基础单元用于基于围岩级别确定抗拉强度标准值；比较单元，所述比较单元用于基于多种工况，不同开挖进尺条件，获得不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，与抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺；设定单元，所述设定单元用于假设周边孔开口误差为零，确定超欠挖高度影响因素表达式，进而确定隧道超挖土方量表达式；费用单元，所述费用单元用于基于不同循环进尺下隧道超挖土方量确定工程费用；工期单元，所述工期单元用于基于不同循环进尺各工序的时间要求，确定一个完整循环进尺所需时间，进而确定工期；确定单元，所述确定单元用于基于工程费用、工期以及开挖安全要求确定隧道开挖进尺。

21.结合第二方面的实施例，在一些实施例中，上述围岩级别为iv级，抗拉强度标准值为0.09mpa。

22.结合第二方面的实施例，在一些实施例中，上述超欠挖高度影响因素表达式为

23.h＝e+ltan(θ/2)

24.式中，h为超欠挖高度，θ为炮孔外插角，e为开口位置，e＝0，l为钻孔的深度。

25.结合第二方面的实施例，在一些实施例中，上述隧道超挖土方量表达式为

26.v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

27.在式中，v为超挖土方量，s为设计开挖轮廓周长，δ为预留变形量。

28.结合第二方面的实施例，在一些实施例中，上述循环进尺各工序，包括：钻孔、装药、初喷混凝土、出渣以及支护。

29.第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行，使得上述一个或多个处理器实现如第一方面上述的隧道开挖进尺确定方法。

30.第四方面，本公开实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面上述的隧道开挖进尺确定方法的步骤。

31.本公开实施例提供的隧道开挖进尺确定方法及装置，通过建立隧道数值计算模型，设立多种工况分别采用不同开挖进尺进行开挖，得出不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，确定满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺，然后从经济性角度进行不同循环进尺下隧道超欠挖分析以及施工工期分析，最终综合得出了一个安全快速经济的循环进尺建议值，使其既能满足施工安全性要求，尽量提高施工效率，又能避免超欠挖现象发生，提高其经济性。

附图说明

32.结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理

解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

33.图1是根据本公开的隧道开挖进尺确定方法的一个实施例的流程图；

34.图2是本公开的隧道开挖进尺确定装置的结构示意图；

35.图3是根据本公开实施例提供的电子设备的基本结构的示意图。

具体实施方式

36.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

37.应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

38.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

39.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

40.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

41.本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

42.请参考图1，其示出了根据本公开的隧道开挖进尺确定方法的一个实施例的流程。如图1所示，该隧道开挖进尺确定方法包括以下步骤：

43.步骤101，基于围岩级别确定抗拉强度标准值。

44.在这里，计算时可按围岩级别的标准值确定，围岩极限抗拉强度一般为0.2c，以iv级围岩为例，其粘聚力c为0.2-0.7mpa，则抗拉强度控制值为0.09mpa。

45.步骤102，基于多种工况，不同开挖进尺条件，获得不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，与抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺。

46.在这里，利用建立隧道数值计算模型，设立多种工况分别采用不同开挖进尺进行开挖，与上述抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺。

47.步骤103，假设周边孔开口误差为零，确定超欠挖高度影响因素表达式，进而确定隧道超挖土方量表达式。

48.在这里，超欠挖高度影响因素表达式为

49.h＝e+ltan(θ/2)

50.式中，h为超欠挖高度，θ为炮孔外插角，e为开口位置，e＝0，l为钻孔的深度。

51.可以看出，外插角的计算式：θ＝2arctan(h/l)。

52.随着循环进尺的增加，各级围岩外插角控制值均不断降低，钻孔精度的技术要求越来越高，围岩超挖量更难控制，需要采取相应技术手段进行辅助施工。

53.隧道超挖土方量表达式为

54.v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

55.在式中，v为超挖土方量，s为设计开挖轮廓周长，δ为预留变形量。

56.步骤104，基于不同循环进尺下隧道超挖土方量确定工程费用。

57.随着循环进尺的增加，钻孔深度不断增大，围岩的超挖土方量亦随之增加。超挖量的增加会引起一定的超额消耗，提升工程费用并且不利于保持围岩原有强度和开挖轮廓。

58.步骤105，基于不同循环进尺各工序的时间要求，确定一个完整循环进尺所需时间，进而确定工期。

59.在隧道开挖过程中，各工序(包括钻孔、装药、初喷混凝土、出渣、支护)均会随循环进尺的不同而相应发生改变，分别求出不同循环进尺一个完整循环所需时间，进一步计算出日开挖进尺及月开挖进尺，进而确定工期。

60.可以发现，钻孔爆破、初期支护、出渣等工序所需时间均随循环进尺的增大而增大，进而得出随着爆破进尺的增加，月进尺量相应增加；可以在一定程度上缩短工期。

61.步骤106，基于工程费用、工期以及开挖安全要求确定隧道开挖进尺。

62.在具体确定隧道开挖进尺时，综合考虑工程费用、工期以及开挖安全要求，最终得到一个安全快速经济的循环进尺建议值，使其既能满足施工安全性要求，尽量提高施工效率，又能避免超欠挖现象发生，提高其经济性。

63.可以看出，在本技术实施例中，通过建立隧道数值计算模型，设立多种工况分别采用不同开挖进尺进行开挖，得出不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，确定满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺，然后从经济性角度进行不同循环进尺下隧道超欠挖分析以及施工工期分析，最终综合得出了一个安全快速经济的循环进尺建议值，使其既能满足施工安全性要求，尽量提高施工效率，又能避免超欠挖现象发生，提高其经济性。

64.下面结合具体示例对本技术进行说明，用以辅助理解本技术所公开的发明构思，但并不对本技术起限定作用。

65.某高原隧道二号斜井iv级围岩隧道开挖进尺确定实例：

66.建立某iv级围岩隧道斜井数值计算模型，设立5种工况分别采用1m，1.5m，2m，2.5m，3m不同开挖进尺进行开挖，得出不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图。

67.从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况。

68.与上述抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺为2.5m。

69.超欠挖高度影响因素表达式为

70.h＝e+ltan(θ/2)

71.式中，h为超欠挖高度，θ为炮孔外插角，e为开口位置，e＝0，l为钻孔的深度。

72.可以看出，外插角的计算式：θ＝2arctan(h/l)。

73.随着循环进尺的增加，各级围岩外插角控制值均不断降低，钻孔精度的技术要求越来越高，围岩超挖量更难控制，需要采取相应技术手段进行辅助施工。

74.隧道超挖土方量表达式为

75.v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

76.在式中，v为超挖土方量，s为设计开挖轮廓周长，δ为预留变形量。

77.可以得出不同循环进尺超挖量系数表如下：

78.表1各循环进尺超挖量系数表

[0079][0080]

随着循环进尺的增加，钻孔深度不断增大，围岩的超挖土方量亦随之增加。超挖量的增加会引起一定的超额消耗，提升工程费用并且不利于保持围岩原有强度和开挖轮廓，可以据此进行工程造价，测算工程费用。

[0081]

在隧道开挖过程中，钻孔、装药、初喷混凝土、出渣、支护系统均会随循环进尺的不同而相应发生改变，设月进尺为l，循环进尺为l，不同循环进尺下隧道各工序开挖时间分别为t1、t2、t3、t4，则开挖月进尺为(计算月进尺时考虑每月工作时间按照25天计算)：

[0082]

l＝l

×

25

×

24/(t1+t2+t3+t4)

[0083]

以某高原隧道二号斜井iv级围岩开挖作业循环时间为例，如下表2所示：

[0084]

表2 iv级围岩开挖作业循环时间表

[0085][0086][0087]

根据上表我们可以看出，钻孔爆破、初期支护、出渣等工序所需时间均随循环进尺的增大而增大，进而得出随着爆破进尺的增加，月进尺量相应增加；就此隧道而言，采用3m进尺可以将月进尺量较循环进尺1m时增加77m，可以在一定程度上缩短工期。

[0088]

基于工程费用、工期以及开挖安全要求确定隧道开挖进尺，一个安全快速经济的循环进尺建议值，使其既能满足施工安全性要求，尽量提高施工效率，又能避免超欠挖现象

发生，提高其经济性。

[0089]

进一步参考图2，作为对上述各图所示方法的实现，本公开提供了一种隧道开挖进尺确定装置，该装置实施例与图1所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

[0090]

如图2所示，本实施例的隧道开挖进尺确定装置包括：基础单元201，基础单元201用于基于围岩级别确定抗拉强度标准值；比较单元202，比较单元202用于基于多种工况，不同开挖进尺条件，获得不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，与抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺；203设定单元，设定单元203用于假设周边孔开口误差为零，确定超欠挖高度影响因素表达式，进而确定隧道超挖土方量表达式；费用单元204，费用单元204用于基于不同循环进尺下隧道超挖土方量确定工程费用；工期单元205，工期单元205用于基于不同循环进尺各工序的时间要求，确定一个完整循环进尺所需时间，进而确定工期；确定单元206，确定单元206用于基于工程费用、工期以及开挖安全要求确定隧道开挖进尺。

[0091]

在一些可选的实施方式中，上述围岩级别为iv级，抗拉强度标准值为0.09mpa。

[0092]

在一些可选的实施方式中，上述超欠挖高度影响因素表达式为

[0093]

h＝e+ltan(θ/2)

[0094]

式中，h为超欠挖高度，θ为炮孔外插角，e为开口位置，e＝0，l为钻孔的深度。

[0095]

在一些可选的实施方式中，上述隧道超挖土方量表达式为

[0096]

v＝s

×

l

×

(h/2+δ)

[0097]

在式中，v为超挖土方量，s为设计开挖轮廓周长，δ为预留变形量。

[0098]

在一些可选的实施方式中，上述循环进尺各工序，包括：钻孔、装药、初喷混凝土、出渣以及支护。

[0099]

下面参考图3，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda(个人数字助理)、pad(平板电脑)、pmp(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机等等的固定终端。图3示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

[0100]

如图3所示，电子设备可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)301，其可以根据存储在只读存储器(rom)302中的程序或者从存储装置308加载到随机访问存储器(ram)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram303中，还存储有电子设备300操作所需的各种程序和数据。处理装置301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o)接口305也连接至总线304。

[0101]

通常，以下装置可以连接至i/o接口305：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置306；包括例如液晶显示器(lcd)、扬声器、振动器等的输出装置307；包括例如磁带、硬盘等的存储装置308；以及通信装置309。通信装置309可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图3示出了具有各种装置的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

[0102]

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置309从网络上被下载和安装，或者从存储装置308被安装，或者从rom 302被安装。在该计算机程序被处理装置301执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。

[0103]

需要说明的是，本公开的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、rf(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

[0104]

在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如http(hypertext transfer protocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“lan”)，广域网(“wan”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。

[0105]

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

[0106]

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：基于围岩级别确定抗拉强度标准值；基于多种工况，不同开挖进尺条件，获得不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，与抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺；假设周边孔开口误差为零，确定超欠挖高度影响因素表达式，进而确定隧道超挖土方量表达式；基于不同循环进尺下隧道超挖土方量确定工程费用；基于不同循环进尺各工序的时间要求，确定一个完整循环进尺所需时间，进而确定工期；基于工程费用、工期以及开挖安全要求确定隧道开挖进尺。

[0107]

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如java、

smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

[0108]

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0109]

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

[0110]

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑设备(cpld)等等。

[0111]

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

[0112]

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

[0113]

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的

子组合的方式实现在多个实施例中。

[0114]

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。技术特征：

1.一种隧道开挖进尺确定方法，其特征在于，所述方法包括：基于围岩级别确定抗拉强度标准值；基于多种工况，不同开挖进尺条件，获得不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，与抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺；假设周边孔开口误差为零，确定超欠挖高度影响因素表达式，进而确定隧道超挖土方量表达式；基于不同循环进尺下隧道超挖土方量确定工程费用；基于不同循环进尺各工序的时间要求，确定一个完整循环进尺所需时间，进而确定工期；基于工程费用、工期以及开挖安全要求确定隧道开挖进尺。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述围岩级别为iv级，抗拉强度标准值为0.09mpa。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超欠挖高度影响因素表达式为h＝e+ltan(θ/2)式中，h为超欠挖高度，θ为炮孔外插角，e为开口位置，e＝0，l为钻孔的深度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，隧道超挖土方量表达式为v＝s

×

l

×

(h/2+δ)在式中，v为超挖土方量，s为设计开挖轮廓周长，δ为预留变形量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环进尺各工序，包括：钻孔、装药、初喷混凝土、出渣以及支护。6.一种隧道开挖进尺确定装置，其特征在于，所述装置包括：基础单元，所述基础单元用于基于围岩级别确定抗拉强度标准值；比较单元，所述比较单元用于基于多种工况，不同开挖进尺条件，获得不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，与抗拉强度标准值进行比较，如果超过规定的抗拉强度，围岩即发生抗拉破坏，据此得出在满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺；设定单元，所述设定单元用于假设周边孔开口误差为零，确定超欠挖高度影响因素表达式，进而确定隧道超挖土方量表达式；费用单元，所述费用单元用于基于不同循环进尺下隧道超挖土方量确定工程费用；工期单元，所述工期单元用于基于不同循环进尺各工序的时间要求，确定一个完整循环进尺所需时间，进而确定工期；确定单元，所述确定单元用于基于工程费用、工期以及开挖安全要求确定隧道开挖进尺。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述围岩级别为iv级，抗拉强度标准值为0.09mpa。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述超欠挖高度影响因素表达式为h＝e+ltan(θ/2)

式中，h为超欠挖高度，θ为炮孔外插角，e为开口位置，e＝0，l为钻孔的深度。9.电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的方法。10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

技术总结

本发明实施例公开了隧道开挖进尺确定方法及装置，属于隧道施工技术领域。通过建立隧道数值计算模型，设立多种工况分别采用不同开挖进尺进行开挖，得出不同开挖循环进尺下的隧道主应力云图，从掌子面开挖前方与后方各取一部分断面，监测隧道各断面应力分布情况，确定满足开挖安全条件下的隧道开挖最大循环进尺，然后从经济性角度进行不同循环进尺下隧道超欠挖分析以及施工工期分析，最终综合得出了一个安全快速经济的循环进尺建议值，使其既能满足施工安全性要求，尽量提高施工效率，又能避免超欠挖现象发生，提高其经济性。提高其经济性。提高其经济性。

技术研发人员：王明年 刘大刚 赵博洋 凌学鹏 辛维克 答治华 张民庆 赵钰 徐涛 贾大鹏 焦云洲 汪旵生 高柏松 张敏 余建乐 李冰天 王旭

受保护的技术使用者：中国国家铁路集团有限公司

技术研发日：2021.12.07

技术公布日：2022/4/22