CN109871650B - 隧道内防护装置的设计方法及设计装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道内防护装置的设计方法，所述设计方法包括：根据所获取的隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置；分析所设计的防护装置的受力情况，以确定对所述防护装置的验算项目；对各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。能够得到符合强度要求的隧道内联络通道口防护装置，以保证联络通道和泵站的安全。
Description
技术领域
本发明属于隧道设计施工技术领域，具体涉及一种隧道内防护装置的设计方法及一种隧道内防护装置的设计装置。
背景技术
为了满足隧道区间紧急疏散和排水的要求，设置有联络通道和泵站，需要在联络通道口和泵站口设置防护装置，以保证联络通道和泵站的安全。
发明内容
本发明提供一种隧道内防护装置的设计方法及设计装置，能够得到符合强度要求的用于隧道内联络通道口或泵站的防护装置，通过该设计方法设计的防护装置能够对所述联络通道或泵站形成有效的防护，防止在突发涌砂冒水无法堵住的情况下联络通道或泵站发生坍塌破坏。
本发明提供的隧道内防护装置的设计方法，包括：根据所获取的隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置；分析所设计的防护装置的受力情况，以确定对所述防护装置的验算项目；对各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
优选地，所述隧道内联络通道或泵站的特征信息包括：所述隧道内联络通道口或所述泵站口的形状和尺寸。
优选地，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置包括：设计所述防护装置的具体结构形式和所述防护装置的安装位置。
优选地，所述防护装置为防护门，所述防护装置的受力情况包括：防护门顶受力情况和防护门底受力情况；所述防护装置的验算项目包括：防护门强度验算、防护门上的连接螺栓强度验算、以及防护门门框的对接焊缝强度验算。
优选地，对各验算项目进行验算，得到验算结果，包括：采用预设算法建立防护门受力模型，进行防护门强度验算，以获得防护门强度验算结果；采用预设算法建立防护门上的连接螺栓的连接螺栓受力模型，进行防护门上的连接螺栓强度验算，以获得防护门上的连接螺栓强度验算结果；采用预设算法建立防护门门框的对接焊缝的对接焊缝受力模型，进行防护门门框的对接焊缝强度验算，以获得对接焊缝强度验算结果。
优选地，所述设计方法还包括：在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述防护装置进行设计优化，对设计优化后的所述防护装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计；在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
本发明还提供一种隧道内防护装置的设计装置，包括：处理器，用于：根据所获取的隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置；分析所设计的防护装置的受力情况，以确定对所述防护装置的验算项目；对各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
优选地，所述隧道内联络通道或泵站的特征信息包括：所述隧道内联络通道口或所述泵站口的形状和尺寸。
优选地，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置包括：设计所述防护装置的具体结构形式和所述防护装置的安装位置。
优选地，所述防护装置为防护门，所述防护装置的受力情况包括：防护门顶受力情况和防护门底受力情况；所述防护装置的验算项目包括：防护门强度验算、防护门上的连接螺栓强度验算、以及防护门门框的对接焊缝强度验算
优选地，对各验算项目进行验算，得到验算结果，包括：采用预设算法建立防护门受力模型，进行防护门强度验算，以获得防护门强度验算结果；采用预设算法建立防护门上的连接螺栓的连接螺栓受力模型，进行防护门上的连接螺栓强度验算，以获得防护门上的连接螺栓强度验算结果；采用预设算法建立防护门门框的对接焊缝的对接焊缝受力模型，进行防护门门框的对接焊缝强度验算，以获得对接焊缝强度验算结果。
优选地，所述处理器还用于：在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述防护装置进行设计优化，对设计优化后的所述防护装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计；在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
本发明提供的隧道内防护装置的设计方法和设计装置，根据隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计架设在联络通道口或泵站口的防护装置，通过分析所设计的防护装置的受力情况，确定对防护装置的验算项目，并分别对各个验算项目进行验算，保证防护装置符合强度要求，在验算结果符合预设施工要求的情况下完成对防护装置的施工设计。
通过本发明的设计方法设计的防护装置，能够对隧道内的联络通道或泵站形成有效的防护，防止在突发涌砂冒水无法堵住的情况下联络通道或泵站发生坍塌破坏。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是根据本发明实施方式的隧道内防护装置的设计方法的步骤流程图；
图2是根据本发明实施方式的隧道内防护装置为防护门的情况下的安装位置示意图；
图3是根据本发明实施方式的隧道内防护装置为防护门的情况下的横截面示意图。
1 防护门 2 联络通道口
3 门框 4 门板
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。
如图1所示，本发明提供的隧道内防护装置的设计方法，根据所获取的隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置；分析所设计的防护装置的受力情况，以确定对所述防护装置的验算项目；对各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
在隧道区间设置有联络通道及泵站，用于紧急疏散和排水，由于所述联络通道及泵站所处隧道的埋深较深，考虑到在开挖的过程中有突发涌砂冒水无法堵住的风险，因此通过在所述联络通道口或泵站口设置防护装置，在突发涌砂冒水无法堵住的情况下，通过关闭所述防护装置来密闭联络通道或泵站，以防止联络通道或泵站发生坍塌破坏。
根据本发明的技术方案，首先，根据所获取的隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置，使得所述防护装置能够与所述联络通道或泵站相匹配，达到较好的防护效果。
具体地，所述隧道内联络通道或泵站的特征信息包括：所述隧道内联络通道口或所述泵站口的形状和尺寸。本发明的技术方案根据所述隧道内联络通道口或所述泵站口的形状和尺寸设计所述防护装置，使得所述防护装置的能够遮挡所述联络通道口或所述泵站口，以达到有效的防护效果。
根据本发明的一种实施方式，优选地，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置包括：设计所述防护装置的具体结构形式和所述防护装置的安装位置，使得所述防护装置能够遮挡所述联络通道口或泵站口，以达到有效的防护效果；并通过设置适合的安装位置，使得所述防护装置对所述联络通道口或所述泵站口形成有效的防护。
根据本发明的一种实施方式，所述防护装置为防护门。例如，通常所述联络通道口或所述泵站口为矩形，所述防护装置设计为矩形防护门结构，能够较好的遮挡所述联络通道口或所述泵站口，并便于启闭。
根据本发明的一种实施方式，如图2所示，在所述隧道的侧壁上开挖形成联络通道，在所述隧道的侧壁上形成联络通道口2，所述防护门1的安装位置设置在隧道中开设的联络通道口2位置处，以遮挡所述联络通道口2，沿着所述隧道设置有滑道，所述防护门1能够沿着所述滑道开启和关闭，以打开和遮挡所述联络通道口2。
根据本发明的一种实施方式，如图3所示，所述防护门1由门框3和两层门板4组成，所述门框3的材料为槽钢，所述两层门板4的材料均为钢板，所述两层门板4之间通过螺栓固定，所述两层门板4与所述门框3通过焊接方式固定，以使得所述防护门1符合设计承载要求，能够承载突发涌砂冒水而产生的压力。
根据本发明的一种实施方式，优选地，在所述防护门1上设置有加压装置，通过为所述防护门1加压，使得所述防护门1能够平衡联络通道或泵站一侧的水土压力，以防止联络通道或泵站坍塌破坏。
根据本发明的方案，分析所设计的防护装置的受力情况，以确定对所述防护装置的验算项目。所述验算项目是考核所设计的防护装置是否符合强度和稳定度要求的重要项目，通过所述验算项目的验算，能够判断所述防护装置是否符合强度的设计要求，以保证所述联络通道或泵站的使用安全。
根据本发明的一种实施方式，所述防护装置的受力情况包括：防护门顶受力情况和防护门底受力情况，通过对防护门的门顶和门底的极端受力情况分析，得到整个防护门的受力情况，保证所述防护门的受力在设计要求范围内，以保证所述联络通道和泵站的安全。
根据本发明的一种实施方式，所述防护装置的验算项目包括：防护门强度验算、防护门上的连接螺栓强度验算、以及防护门门框的对接焊缝强度验算。
根据本发明的一种实施方式，进行防护门强度验算，首先分别测量所述防护门顶和防护门底的标高，选取冲击动力系数为1.3，也可以根据隧道实际情况进行选取冲击动力系数，分别对防护门顶和防护门底进行强度验算，以获得防护门强度验算结果。
根据本发明的一种实施方式，进行防护门上的连接螺栓强度验算，首先按照防护门的形状计算门板的中心弯矩，例如，门板为矩形的情况下，根据门板的长宽尺寸计算门板的最大弯矩，根据连接螺栓的分布位置、尺寸和数量，计算各个所述连接螺栓所承载的拉力，以获得防护门上的连接螺栓强度验算结果。
根据本发明的一种实施方式，进行防护门门框的对接焊缝强度验算，为了使焊接符合标准，合理的选取焊缝的长度和高度，使用以下公式进行强度验算：其中lw表示焊缝长度，t表示焊缝高度，设计焊缝受力ft w根据实际情况进行选取，以获得对接焊缝强度验算结果。
根据本发明的技术方案，判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。验算结果均符合所述预设施工要求的所述防护结构，能够满足设计强度要求，对所述联络通道或泵站形成有效的保护，防止在突发涌砂冒水无法堵住的情况下联络通道或泵站发生坍塌破坏。
根据本发明的一种实施方式，所述设计方法还包括：在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述防护装置进行设计优化，对设计优化后的所述防护装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计；在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
对所述防护装置的设计，通常无法一次达到设计要求，通过设计优化调整，使得所述防护装置能够满足设计强度的要求，对所述联络通道或泵站形成有效的保护，防止在突发涌砂冒水无法堵住的情况下联络通道或泵站发生坍塌破坏。
本发明还提供一种隧道内防护装置的设计装置，包括：处理器，用于：根据所获取的隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置；分析所设计的防护装置的受力情况，以确定对所述防护装置的验算项目；对各验算项目进行验算，得到验算结果；判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
优选地，所述隧道内联络通道或泵站的特征信息包括：所述隧道内联络通道口或所述泵站口的形状和尺寸。
优选地，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置包括：设计所述防护装置的具体结构形式和所述防护装置的安装位置。
优选地，所述防护装置为防护门，所述防护装置的受力情况包括：防护门顶受力情况和防护门底受力情况；所述防护装置的验算项目包括：防护门强度验算、防护门上的连接螺栓强度验算、以及防护门门框的对接焊缝强度验算
优选地，对各验算项目进行验算，得到验算结果，包括：采用预设算法建立防护门受力模型，进行防护门强度验算，以获得防护门强度验算结果；采用预设算法建立防护门上的连接螺栓的连接螺栓受力模型，进行防护门上的连接螺栓强度验算，以获得防护门上的连接螺栓强度验算结果；采用预设算法建立防护门门框的对接焊缝的对接焊缝受力模型，进行防护门门框的对接焊缝强度验算，以获得对接焊缝强度验算结果。
优选地，所述处理器还用于：在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述防护装置进行设计优化，对设计优化后的所述防护装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计；在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
本发明提供的隧道内防护装置的设计方法和设计装置，根据隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计架设在联络通道口或泵站口的防护装置，通过分析所设计的防护装置的受力情况，确定对防护装置的验算项目，并分别对各个验算项目进行验算，保证防护装置符合强度要求，在验算结果符合预设施工要求的情况下完成对防护装置的施工设计。
通过本发明提供的设计方法设计的防护装置，能够对所述联络通道或泵站形成有效的防护，防止在突发涌砂冒水无法堵住的情况下联络通道或泵站发生坍塌破坏。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
Claims (4)
1.一种隧道内防护装置的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括：
根据所获取的隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置，其中，所述隧道内联络通道或泵站的特征信息包括：所述隧道内联络通道口或所述泵站口的形状和尺寸；设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置包括：设计所述防护装置的具体结构形式和所述防护装置的安装位置；
分析所设计的防护装置的受力情况，以确定对所述防护装置的验算项目，其中，所述防护装置为防护门，所述防护装置的受力情况包括：防护门顶受力情况和防护门底受力情况；所述验算项目包括：防护门强度验算、防护门上的连接螺栓强度验算、以及防护门门框的对接焊缝强度验算；
对各验算项目进行验算，得到验算结果：采用预设算法建立防护门受力模型，进行防护门强度验算，以获得防护门强度验算结果；采用预设算法建立防护门上的连接螺栓的连接螺栓受力模型，进行防护门上的连接螺栓强度验算，以获得防护门上的连接螺栓强度验算结果；采用预设算法建立防护门门框的对接焊缝的对接焊缝受力模型，进行防护门门框的对接焊缝强度验算，以获得对接焊缝强度验算结果；其中，通过以下方式对对接焊缝强度验算进行验算：其中lw表示焊缝长度，t表示焊缝高度，设计焊缝受力ft w根据实际情况进行选取，以获得对接焊缝强度验算结果；
判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：
在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述防护装置进行设计优化，对设计优化后的所述防护装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；
判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计；
在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
3.一种隧道内防护装置的设计装置，其特征在于，所述设计装置包括：
处理器，用于：
根据所获取的隧道内联络通道或泵站的特征信息，设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置，其中，所述隧道内联络通道或泵站的特征信息包括：所述隧道内联络通道口或所述泵站口的形状和尺寸；设计堵设在所述联络通道口或泵站口的防护装置包括：设计所述防护装置的具体结构形式和所述防护装置的安装位置；
分析所设计的防护装置的受力情况，以确定对所述防护装置的验算项目，其中，所述防护装置为防护门，所述防护装置的受力情况包括：防护门顶受力情况和防护门底受力情况；所述验算项目包括：防护门强度验算、防护门上的连接螺栓强度验算、以及防护门门框的对接焊缝强度验算；
对各验算项目进行验算，得到验算结果：采用预设算法建立防护门受力模型，进行防护门强度验算，以获得防护门强度验算结果；采用预设算法建立防护门上的连接螺栓的连接螺栓受力模型，进行防护门上的连接螺栓强度验算，以获得防护门上的连接螺栓强度验算结果；采用预设算法建立防护门门框的对接焊缝的对接焊缝受力模型，进行防护门门框的对接焊缝强度验算，以获得对接焊缝强度验算结果；其中，通过以下方式对对接焊缝强度验算进行验算：其中lw表示焊缝长度，t表示焊缝高度，设计焊缝受力ft w根据实际情况进行选取，以获得对接焊缝强度验算结果；
判断各验算项目的验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
4.根据权利要求3所述的设计装置，其特征在于，所述处理器还用于：
在某一项或几项验算项目的验算结果不符合预设施工要求的情况下，对所述防护装置进行设计优化，对设计优化后的所述防护装置的各验算项目进行再次验算，得到优化后验算结果；
判断各验算项目的优化后验算结果是否均符合预设施工要求，在各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求的情况下，完成对所述隧道内防护装置的施工设计；
在某一项或几项验算项目的优化后验算结果不符合预设施工要求的情况下，重复执行设计优化、验算和判断的步骤，直到各验算项目的优化后验算结果均符合所述预设施工要求，完成对所述隧道内防护装置的施工设计。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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