CN113700515B - 一种超大跨隧道支撑使用方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超大跨隧道支撑使用方法、装置、设备及可读存储介质，涉及隧道施工技术领域，包括在超大跨隧道施工中，通过支撑台架上设置的压力传感器和距离传感器实现支撑台架的液压装置的输出作用的调节，实现支撑台架对超大跨隧道侧壁的稳定支撑。

Description

一种超大跨隧道支撑使用方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及隧道支撑台架使用方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

目前，超大跨隧道常见的施工工法主要有双侧壁导坑法、CD法或者CRD法，这些工法主要特点是设置临时竖撑和临时横撑，待施工完成后再拆除临时横撑或者竖撑，浇筑二衬混凝土结构，受临时横撑和竖撑的影响，隧道内不利于大型机械施工，施工效率低。现在亟需一种支撑结构以及该支撑结构的使用方式，以达到在超大跨隧道挖掘中高效安全施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超大跨隧道支撑使用方法、装置、设备及可读存储介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种超大跨隧道支撑使用方法，包括：

发送第一命令，所述第一命令包括将支撑台架布置于超大跨隧道内的命令，所述支撑台架与所述超大跨隧道有至少三个支撑面，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的顶部，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的左侧，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的右侧；

获取第一信息，所述第一信息包括围岩材料特性参数；

基于第一信息，计算得到液压出力信息，所述液压出力信息包括支撑台架的至少三个液压装置的输出作用力信息，每个所述液压装置均对应于一个所述支撑面进行作用力输出；

根据所述液压出力信息，发送第二命令，所述第二命令包括控制每个所述液压装置的输出的命令，所述支撑台架在至少三个所述液压装置的输出下，支撑台架支撑超大跨隧道周围的围岩稳定。

进一步地,所述基于第一信息，计算得到液压出力信息，包括：

获取所述支撑台架的结构信息；

调用三维分析软件，并根据所述第一信息和所述结构信息绘制围岩隧道计算模型；

对所述围岩隧道计算模型进行应力平衡得到支撑台架受力信息；

基于所述支撑台架受力信息，根据预设安全系数计算得到液压出力信息。

进一步地，所述根据液压出力信息，发送第二命令，之后还包括：

获取第二信息，所述第二信息包括获取至少三个压力传感器采集的压力值信息和每个所述压力传感器对应的位置信息，每个所述压力传感器分别设置于所述支撑台架上并与所述超大跨隧道接触，所述位置信息包括每个所述压力传感器位于所述支撑台架的位置信息；

判断所述第二信息中每个所述支撑面对应的压力值和所述第二信息中对应的所述输出作用力的关系，若支撑面对应的压力值大于对应的输出作用力信息，则计算得到第一结果，所述第一结果包括该支撑面对应的位置信息和对应的调整作用力信息，所述调整作用力信息包括所述输出作用力与压力值的差值；

根据所述第一结果，发送第三命令，所述第三命令包括调整液压装置的输出作用力的命令。

进一步地，所述根据液压出力信息，发送第二命令，之后还包括：

获取第四信息，所述第四信息包括获取第一时刻的五对距离传感器采集到的距离值信息，五对所述距离传感器分别设置于所述支撑台架的五个掌部上，每对所述距离传感器均设置于每个所述掌部的两个端部上，每个所述距离传感器均用于测量所述端部到所述支撑台架的主体距离，所述第一时刻为每个所述液压装置的输出作用力达到所述液压出力信息的时刻；

发送挖掘命令，所述挖掘命令包括控制显示器显示可以进行下一步所述超大跨隧道的开挖命令；

在超大跨隧道挖掘的过程中，实时获取第五信息，基于所述第四信息和所述第五信息，发送安全提示命令，以指示施工人员根据显示器的显示信息进行安全施工，直到所述超大跨隧道的第一层钢支撑架设完毕，所述第五信息包括每对距离传感器采集到的距离值信息，所述安全提示命令包括控制显示器显示此时安全或此时隧道危险区域需要加固的命令，所述隧道危险区域为所述第四信息和所述第五信息计算得到的区域。

第二方面，本申请还提供了一种超大跨隧道支撑使用装置，包括：

第一命令单元，用于发送第一命令，所述第一命令包括将支撑台架布置于超大跨隧道内的命令，所述支撑台架与所述超大跨隧道有至少三个支撑面，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的顶部，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的左侧，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的右侧；

第一获取单元，用于获取第一信息，所述第一信息包括围岩材料特性参数；

第一计算单元，用于基于第一信息，计算得到液压出力信息，所述液压出力信息包括支撑台架的至少三个液压装置的输出作用力信息，每个所述液压装置均对应于一个所述支撑面进行作用力输出；

第二命令单元，用于根据所述液压出力信息，发送第二命令，所述第二命令包括控制每个所述液压装置的输出的命令，所述支撑台架在至少三个所述液压装置的输出下，支撑台架支撑超大跨隧道周围的围岩稳定。

进一步地，所述第一计算单元包括：

结构获取单元，用于获取所述支撑台架的结构信息；

三维建模单元，用于调用三维分析软件，并根据所述第一信息和所述结构信息绘制围岩隧道计算模型；

受力分析单元，用于对所述围岩隧道计算模型进行应力平衡得到支撑台架受力信息；

第三计算单元，用于基于所述支撑台架受力信息，根据预设安全系数计算得到液压出力信息。

进一步地，还包括：

第二获取单元，用于获取第二信息，所述第二信息包括获取至少三个压力传感器采集的压力值信息和每个所述压力传感器对应的位置信息，每个所述压力传感器分别设置于所述支撑台架上并与所述超大跨隧道接触，所述位置信息包括每个所述压力传感器位于所述支撑台架的位置信息；

第一逻辑单元，用于判断所述第二信息中每个所述支撑面对应的压力值和所述第二信息中对应的所述输出作用力的关系，若支撑面对应的压力值大于对应的输出作用力信息，则计算得到第一结果，所述第一结果包括该支撑面对应的位置信息和对应的调整作用力信息，所述调整作用力信息包括所述输出作用力与压力值的差值；

第三命令单元，用于根据所述第一结果，发送第三命令，所述第三命令包括调整液压装置的输出作用力的命令。

进一步地，还包括：

第三获取单元，用于获取第四信息，所述第四信息包括获取第一时刻的五对距离传感器采集到的距离值信息，五对所述距离传感器分别设置于所述支撑台架的五个掌部上，每对所述距离传感器均设置于每个所述掌部的两个端部上，每个所述距离传感器均用于测量所述端部到所述支撑台架的主体距离，所述第一时刻为每个所述液压装置的输出作用力达到所述液压出力信息的时刻；

第四命令单元，用于发送挖掘命令，所述挖掘命令包括控制显示器显示可以进行下一步所述超大跨隧道的开挖命令；

第二计算单元，用于在超大跨隧道挖掘的过程中，实时获取第五信息，基于所述第四信息和所述第五信息，发送安全提示命令，以指示施工人员根据显示器的显示信息进行安全施工，直到所述超大跨隧道的第一层钢支撑架设完毕，所述第五信息包括每对距离传感器采集到的距离值信息，所述安全提示命令包括控制显示器显示此时安全或此时隧道危险区域需要加固的命令，所述隧道危险区域为所述第四信息和所述第五信息计算得到的区域。

第三方面，本申请还提供了一种超大跨隧道支撑使用设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述超大跨隧道支撑使用方法的步骤。

第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于超大跨隧道支撑使用方法的步骤。

本发明的有益效果为：

本发明在超大跨隧道施工过程中，通过调节液压装置使得掌部能支撑超大跨隧道的侧壁。并且在开启下一次挖掘过程中能动态监控超大跨隧道的变化情况，保障施工人员的安全。通过在达到支撑的同时，本方法通过设置在掌部的距离传感器，实现掌部的形变监控，达到简洁监控超大跨隧道侧壁的目的，当超大跨隧道侧壁发生变化时，能及时发出安全提示，进一步地提升在施工中实现安全监控，提升超大跨隧道的施工安全。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有工法中所使用的所述临时竖撑和所述临时横撑的示意图；

图2为本发明实施例中所述支撑台架的结构示意图；

图3为本发明实施例中所述的超大跨隧道支撑使用方法流程示意图;

图4为本发明实施例中所述的超大跨隧道支撑使用装置结构示意图；

图5为本发明实施例中所述的超大跨隧道支撑使用的结构示意图；

图6为本发明实施例中所述的超大跨隧道支撑使用设备结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1，图中示出了特大跨隧道中所使用的双侧壁导坑法、CD法或者CRD法中临时竖撑2和临时横撑1，临时竖撑2和临时横撑1由混泥土和钢架浇筑而成，将超大跨隧道划分为若干个小断面隧道，待施工完成后再拆除临时横撑1或者竖撑，浇筑二衬混凝土结构，受临时横撑1和竖撑的影响，隧道内不利于大型机械施工，施工效率低。

实施例1：

本实施例中提供了一种支撑台架以解决上述问题，参见图2，图2为本实施例在超大跨隧道内时的结构示意图。本实施例中包括支撑主体3、第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35，其中第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35的一端均与支撑主体3活动连接，第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35的另一端用于支撑超大跨隧道的侧壁。具体而言，在本实施例中，对于支撑主体3优选为框架结构，参见图2，以达到降低支撑台架整体重量的目的。同时，本实施例中的框架只是一种形状，本领域技术人员可以根据实际情况选择其他结构的框架结构，使得本实施例在实行过程中能适应不同工况通过不同的大型施工设备，达到提升施工效率的目的。其中第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35的一端均与支撑主体3活动连接的与支撑主体3的活动连接优选为铰接的方式，以增加第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35的对不同隧道的适应性，同时未使用时也可以使得第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35垂下，降低空间占用，提升本实施例的使用便捷性。

参见图2，为了增加本实施例中对于超大跨隧道的支撑力，在本实施例中，第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35远离支撑主体3的端部上设有掌部39，掌部39为弧形的板材构成，使其以面接触降低本实施例对超大跨隧道的压强，提升本实施例在使用过程的安全性，降低低对超大跨隧道的压力，降低第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35对超大跨隧道的破坏。同时为了提升本实施例的使用安全性，即本实施例对超大跨隧道的支撑作用，在本实施例中，第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35上均设有液压装置36，以达到动态调整第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35的长度，增加第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35对超大跨隧道的支撑力，以满足不同的使用需求。具体而言，在本实施例中，液压装置36优选为液压千斤顶以满足使用需求。同时为了满足能准确控制液压装置36的输出作用力，降低液压装置36过大的输出对超大跨隧道的破坏，在本实施例中，在每个掌部39远离支撑主体3处设有压力传感器37,以达到实时反馈掌部39与超大跨隧道的接触压力，与液压装置36配合实现对支撑台架对超大跨隧道的稳定支撑目的。

并且为了进一步地，实现本实施例中在超大跨隧道施工过程中的安全作用性，在本实施例中，通过在每个掌部39的端部设有距离传感器38，即在本实施例中共计有十个距离传感器38，五对距离传感器组。在本实施例中通过距离传感器38采集的结果进行分析得到超大跨隧道的侧壁哪里出现形变，及时提示施工人员，增加对其支撑，降低隧道已发生轻微形变而施工人员未发现的问题，其具体的实现的方式详见下文。

通过本实施例的使用，在超大跨隧道施工过程中，通过调节液压装置36，使得掌部39能支撑超大跨隧道的侧壁，在达到支撑目的同时，本实施例的支撑主体3能穿过不同大小的设备，实现一衬以及二衬的施工。同时由于在掌部39设置压力传感器37和距离传感器38，能实现在施工中实现安全监控，提升超大跨隧道的施工安全。

实施例2：

本实施例提供了一种超大跨隧道支撑使用方法。

参见图3，图中示出了本方法包括步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400、步骤S500、步骤S600、步骤S700、步骤S800、步骤S900和步骤S1000。

S100、发送第一命令，第一命令包括将支撑台架布置于超大跨隧道内的命令，支撑台架与超大跨隧道有至少三个支撑面，至少一个支撑面位于超大跨隧道的顶部，至少一个支撑面位于超大跨隧道的左侧，至少一个支撑面位于超大跨隧道的右侧；

可以理解的是，本步骤即为将实施例1布置在超大跨隧道内。并且使得第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35与超大跨隧道的侧壁接触，使得第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35不垂下。但是需要说明的是，在本步骤中，第一支撑臂31、第二支撑臂32、第三支撑臂33、第四支撑臂34以及第五支撑臂35仅仅与超大跨隧道接触，支撑台架与超大跨隧道的相互作用力较小。需要根据后续步骤实现对液压装置36的输出作用力调节，达到支撑台架对超大跨隧道的支撑作用。

S200、获取第一信息，第一信息包括围岩材料特性参数；

可以理解的是，在本步骤中在本步骤中所提及的围岩材料特性参数包括围岩的密度、围岩的杨氏模量、围岩的泊松比、围岩的内摩擦角和围岩的粘聚力等信息。

S300、基于第一信息，计算得到液压出力信息，液压出力信息包括支撑台架的至少三个液压装置36的输出作用力信息，每个液压装置36均对应于一个支撑面进行作用力输出；

可以理解的是，在本步骤中是通过S200获取的数据，通过理论计算得到每个液压装置36的输出作用力信息。具体而言，本步骤中包括S210、S220、S230和S240。

S210、获取支撑台架的结构信息；

需要说明的是，在本步骤中是获取支撑台架的尺寸信息、支撑台架的结构信息，其中结构信息为支撑台架中包含的部件、每个部件所处的位置、每个部件的密度、每个部件的杨氏模量、每个部件的泊松比等信息，尺寸信息包括每个部件尺寸。

S220、调用三维分析软件，并根据第一信息和结构信息绘制围岩隧道计算模型；

可以理解的是，在本实施是通过第一信息和支撑台架的结构信息搭建三维模型。其中对于本领域技术人员，可以采用ABAQUS/CAE软件实现，也可以采用其他软件，本申请中不做出具体的限制。

S230、对围岩隧道计算模型进行应力平衡得到支撑台架受力信息；

需要说明的是，本步骤中所提及的额受力信息，为超大跨隧道对支撑台架的作用力。

S240、基于支撑台架受力信息，根据预设安全系数计算得到液压出力信息。

需要说明的是，由于S230计算得到支撑台架受力信息为理论计算结果，但是在实际施工中其真实环境是无法通过软件模拟，并且会有各种意外情况的发生使得S230的计算结果不符合实际情况，所以为了进一步保证超大跨隧道内的施工安全，使得支撑台架能对超大跨隧道进行支撑，所以在本实施需修改S230的计算结果，保护施工过程中的安全，在本实施例中优选预设增幅系数为108%。

S400、根据液压出力信息，发送第二命令，第二命令包括控制每个液压装置36的输出的命令，支撑台架在至少三个液压装置36的输出下，支撑台架支撑超大跨隧道周围的围岩稳定。

可以理解的是，在本步骤即通过S300的结算结果对液压装置36进行控制，使得每个掌部39能对超大跨隧道进行准确的支撑。

通过本实施例和实施例1的结合使用，在超大跨隧道施工过程中，通过计算结果调节液压装置36，使得掌部39稳定支撑超大跨隧道的侧壁，在达到支撑目的同时，本实施例的支撑主体3能穿过不同大小的设备，实现一衬以及二衬的施工。

S500、获取第二信息，第二信息包括获取至少三个压力传感器37采集的压力值信息和每个压力传感器37对应的位置信息，每个压力传感器37分别设置于支撑台架上并与超大跨隧道接触，位置信息包括每个压力传感器37位于支撑台架的位置信息；

需要说明的是，在本步骤是获得五个压力传力传感器采集的压力值信息，以及每个压力值所对应的压力传感器37，换而言之，即得到支撑台架与超大跨隧道的接触作用力的实际大小。以便于后续步骤对五个液压装置36进行液压调节，改变输出作用力。

S600、判断第二信息中每个支撑面对应的压力值和第二信息中对应的输出作用力的关系，若支撑面对应的压力值大于对应的输出作用力信息，则计算得到第一结果，第一结果包括该支撑面对应的位置信息和对应的调整作用力信息，调整作用力信息包括输出作用力与压力值的差值；

需要说明的是，本步骤即为将每个压力传感器37获得压力值与第二信息做比较。将采集到的压力值与理论计算得到输出作用力做差得到差值。

S700、根据第一结果，发送第三命令，第三命令包括调整液压装置36的输出作用力的命令。

需要说明的是，本步骤即为及时根据差值调整对应的压力装置，达到稳定超大跨隧道的目的。

S800、获取第四信息，第四信息包括获取第一时刻的五对距离传感器38采集到的距离值信息，五对距离传感器38分别设置于支撑台架的五个掌部39上，每对距离传感器38均设置于掌部39的两个端部上，每个距离传感器38均用于测量端部到支撑台架的主体距离，第一时刻为每个液压装置36的输出作用力达到液压出力信息的时刻；

需要说明的是，本步骤即为获取初始的距离值，为后续步骤作为准备。

S900、发送挖掘命令，挖掘命令包括控制显示器显示可以进行下一步超大跨隧道的开挖命令；

可以理解的是，在本步骤中所提及的挖掘命令指的是短进尺全断面开挖工法，其具体施工工法不是本申请的重点，本实施例中不再赘述。

S1000、在超大跨隧道挖掘的过程中，实时获取第五信息，基于第四信息和第五信息，发送安全提示命令，以指示施工人员根据显示器的显示信息进行安全施工，直到超大跨隧道的第一层钢支撑架设完毕，第五信息包括每对距离传感器38采集到的距离值信息，安全提示命令包括控制显示器显示此时安全或此时隧道危险区域需要加固的命令，隧道危险区域为第四信息和第五信息计算得到的区域。

可以理解的是，在本步骤即为在挖掘的过程中，通过支撑台架上的距离传感器38采集的数据进行分析，进而达到保护施工人员的安全。

具体而言，本步骤中包括步骤S1010、步骤S1020、步骤S1030、步骤S1040和步骤S1050。

S1010、获取第五信息，第五信息包括当前时刻每对距离传感器38采集到的距离值信息；

S1020、根据第一时刻的每对距离传感器38采集到的距离值信息和第五信息，计算每对距离传感器38对应的差值，差值包括第一时刻中每对距离传感器38采集到的距离值之和与当前时刻中每对距离传感器38采集到的距离值之和的差值；

S1030、若差值中每对距离传感器38对应的差值均为零，则发送安全提示命令，安全提示命令包括控制显示器显示此时安全的命令；

可以理解的是，本步骤与S1020步骤结合，在S1020中通过参入初始的距离值，校正每对距离传感器38中两个距离传感器38可能到支撑主体3的距离不同的情况，进一步地提升本方法的稳定性。

S1040、若差值中每对距离传感器38对应的差值不全为零，则根据第一时刻的每对距离传感器38采集到的距离值和第五信息，分析得出危险区域，分析得出危险区域;

具体而言，为了实现通过第一时刻的每对距离传感器38采集到的距离值和第五信息，分析得出危险区域，其好包括步骤S10410、S10420、S10430、S10440、S10450、S10460、S10470、S10480、S10490、S104100、S104110和S104120。

S10410、沿顺时针方向依次将距离传感器38中记为第一距离组、第二距离组、第三距离组、第四距离组和第五距离组，沿顺时针方向依次将掌部39中记为第一支撑、第二支撑、第三支撑、第四支撑和第五支撑；

本步骤是为了将计算结果输出使得施工人员便于区分计算结果。

S10420、根据第一时刻的每对距离传感器38采集到的距离值信息和第五信息，计算得到第六信息，第六信息包括每对距离传感器38对应的距离变化值，距离变化值为第一时间段内沿顺时针方向将第一个距离传感器38采集到的距离值变化值与第二个距离传感器38采集到的距离值变化值做差得到的值，第一时间段为第一时刻到当前时刻的时间段；

为了便于理解，此处以第一距离组和第二距离组作为举例说明，以顺时针方向记为第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器，第一传感器和第二传感器为以第一距离组，第三传感器和第四传感器为第二距离组。第一时间段的第一传感器的距离值变化值为0，第一时间段的第二传感器的距离值变化值为1，第一时间段的第三传感器的距离值变化值为1，第二时间段的第一传感器的距离值变化值为0。即第一距离组对应的距离变化值为-1，第二距离组对应的距离变化值为1，其符合S10430步骤的情况，此时危险区域为第一支撑与第二支撑之间的区域。

S10430、若第一距离组对应的距离变化值为负，第二距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第一支撑与第二支撑之间区域；

S10440、若第一距离组对应的距离变化值为负，第三距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第一支撑与第三支撑之间区域；

S10450、若第一距离组对应的距离变化值为负，第四距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第一支撑与第四支撑之间区域；

S10460、若第一距离组对应的距离变化值为负，第五距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第一支撑与第五支撑之间区域；

S10470、若第二距离组对应的距离变化值为负，第三距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第二支撑与第三支撑之间区域；

S10480、若第二距离组对应的距离变化值为负，第四距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第二支撑与第四支撑之间区域；

S10490、若第二距离组对应的距离变化值为负，第五距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第二支撑与第五支撑之间区域；

S104100、若第三距离组对应的距离变化值为负，第四距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第三支撑与第四支撑之间区域；

S104110、若第三距离组对应的距离变化值为负，第五距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第三支撑与第五支撑之间区域；

S104120、若第四距离组对应的距离变化值为负，第五距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第四支撑与第五支撑之间区域。

S1100、发送安全提示命令，安全提示命令包括控制显示器显示此时隧道危险区域需要加固的命令，隧道危险区域包括超大跨隧道的侧壁发生形变的区域。

通过本方法的在超大跨隧道中使用，能在超大跨隧道施工过程中，通过调节液压装置36，使得掌部39能支撑超大跨隧道的侧壁。并且在开启下一次挖掘过程中能动态监控超大跨隧道的变化情况，保障施工人员的安全。通过在达到支撑的同时，本方法通过设置在掌部39的距离传感器38，实现掌部39的形变监控，达到简洁监控超大跨隧道侧壁的目的，当超大跨隧道侧壁发生变化时，能及时发出安全提示，进一步地提升在施工中实现安全监控，提升超大跨隧道的施工安全。

实施例3：

如图4所示，本实施例提供了一种超大跨隧道支撑使用装置，包括

第一命令单元501，用于发送第一命令，第一命令包括将支撑台架布置于超大跨隧道内的命令，支撑台架与超大跨隧道有至少三个支撑面，至少一个支撑面位于超大跨隧道的顶部，至少一个支撑面位于超大跨隧道的左侧，至少一个支撑面位于超大跨隧道的右侧；

第一获取单元502，用于获取第一信息，第一信息包括围岩材料特性参数；

第一计算单元503，用于基于第一信息，计算得到液压出力信息，液压出力信息包括支撑台架的至少三个液压装置36的输出作用力信息，每个液压装置36均对应于一个支撑面进行作用力输出；

第二命令单元504，用于根据液压出力信息，发送第二命令，第二命令包括控制每个液压装置36的输出的命令，支撑台架在至少三个液压装置36的输出下，支撑台架支撑超大跨隧道周围的围岩稳定。

第二获取单元505，用于获取第二信息，第二信息包括获取至少三个压力传感器37采集的压力值信息和每个压力传感器37对应的位置信息，每个压力传感器37分别设置于支撑台架上并与超大跨隧道接触，位置信息包括每个压力传感器37位于支撑台架的位置信息；

第一逻辑单元506，用于判断第二信息中每个支撑面对应的压力值和第二信息中对应的输出作用力的关系，若支撑面对应的压力值大于对应的输出作用力信息，则计算得到第一结果，第一结果包括该支撑面对应的位置信息和对应的调整作用力信息，调整作用力信息包括输出作用力与压力值的差值；

第三命令单元507，用于根据第一结果，发送第三命令，第三命令包括调整液压装置36的输出作用力的命令。

第三获取单元508，用于获取第四信息，第四信息包括获取第一时刻的五对距离传感器38采集到的距离值信息，五对距离传感器38分别设置于支撑台架的五个掌部39上，每对距离传感器38均设置于每个掌部39的两个端部上，每个距离传感器38均用于测量端部到支撑台架的主体距离，第一时刻为每个液压装置36的输出作用力达到液压出力信息的时刻；

第四命令单元509，用于发送挖掘命令，挖掘命令包括控制显示器显示可以进行下一步超大跨隧道的开挖命令；

第二计算单元510，用于在超大跨隧道挖掘的过程中，实时获取第五信息，基于第四信息和第五信息，发送安全提示命令，以指示施工人员根据显示器的显示信息进行安全施工，直到超大跨隧道的第一层钢支撑架设完毕，第五信息包括每对距离传感器38采集到的距离值信息，安全提示命令包括控制显示器显示此时安全或此时隧道危险区域需要加固的命令，隧道危险区域为第四信息和第五信息计算得到的区域。

在一些其他实施例中，第二计算单元510包括：

第四获取单元5101，用于获取第五信息，第五信息包括当前时刻每对距离传感器38采集到的距离值信息；

第一子计算单元5102，用于根据第一时刻的每对距离传感器38采集到的距离值信息和第五信息，计算每对距离传感器38对应的差值，差值包括第一时刻中每对距离传感器38采集到的距离值之和与当前时刻中每对距离传感器38采集到的距离值之和的差值；

第二逻辑单元5103，用于若差值中每对距离传感器38对应的差值均为零，则发送安全提示命令，安全提示命令包括控制显示器显示此时安全的命令；

第三逻辑单元6，用于若差值中每对距离传感器38对应的差值不全为零，则根据第一时刻的每对距离传感器38采集到的距离值和第五信息，分析得出危险区域，分析得出危险区域;

第五命令单元5105，用于发送安全提示命令，安全提示命令包括控制显示器显示此时隧道危险区域需要加固的命令，隧道危险区域包括超大跨隧道的侧壁发生形变的区域。

在一些其他实施例中，第三逻辑单元6包括：

第一标记单元601，用于沿顺时针方向依次将距离传感器38中记为第一距离组、第二距离组、第三距离组、第四距离组和第五距离组，沿顺时针方向依次将掌部39记为第一支撑、第二支撑、第三支撑、第四支撑和第五支撑；

第二子计算单元602，用于根据第一时刻的每对距离传感器38采集到的距离值信息和第五信息，计算得到第六信息，第六信息包括每对距离传感器38对应的距离变化值，距离变化值为第一时间段内沿顺时针方向将第一个距离传感器38采集到的距离值变化值与第二个距离传感器38采集到的距离值变化值做差得到的值，第一时间段为第一时刻到当前时刻的时间段；

第一判断单元603，用于若第一距离组对应的距离变化值为负，第二距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第一支撑与第二支撑之间区域；

第二判断单元604，用于若第一距离组对应的距离变化值为负，第三距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第一支撑与第三支撑之间区域；

第三判断单元605，用于若第一距离组对应的距离变化值为负，第四距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第一支撑与第四支撑之间区域；

第四判断单元606，用于若第一距离组对应的距离变化值为负，第五距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第一支撑与第五支撑之间区域；

第五判断单元607，用于若第二距离组对应的距离变化值为负，第三距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第二支撑与第三支撑之间区域；

第六判断单元608，用于若第二距离组对应的距离变化值为负，第四距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第二支撑与第四支撑之间区域；

第七判断单元609，用于若第二距离组对应的距离变化值为负，第五距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第二支撑与第五支撑之间区域；

第八判断单元610，用于若第三距离组对应的距离变化值为负，第四距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第三支撑与第四支撑之间区域；

第九判断单元611，用于若第三距离组对应的距离变化值为负，第五距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第三支撑与第五支撑之间区域；

第十判断单元612，用于若第四距离组对应的距离变化值为负，第五距离组对应的距离变化值为正，则危险区域为第四支撑与第五支撑之间区域。

在一些其他实施例中，第一计算单元503包括：

结构获取单元5031，用于获取支撑台架的结构信息；

三维建模单元5032，用于调用三维分析软件，并根据第一信息和结构信息绘制围岩隧道计算模型；

受力分析单元5033，用于对围岩隧道计算模型进行应力平衡得到支撑台架受力信息；

第三计算单元5034，用于基于支撑台架受力信息，根据预设安全系数计算得到液压出力信息。

需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例4：

相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种超大跨隧道支撑使用设备，下文描述的一种超大跨隧道支撑使用设备与上文描述的一种超大跨隧道支撑使用方法可相互对应参照。

图5是根据示例性实施例示出的一种超大跨隧道支撑使用设备800的框图。如图5所示，该超大跨隧道支撑使用设备800可以包括：处理器801，存储器802。该超大跨隧道支撑使用设备800还可以包括多媒体组件803，输入/输出(I/O)接口804，以及通信组件805中的一者或多者。

其中，处理器801用于控制该超大跨隧道支撑使用设备800的整体操作，以完成上述的超大跨隧道支撑使用方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该超大跨隧道支撑使用设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该超大跨隧道支撑使用设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该超大跨隧道支撑使用设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。

在一示例性实施例中，超大跨隧道支撑使用设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的超大跨隧道支撑使用方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的超大跨隧道支撑使用方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由超大跨隧道支撑使用设备800的处理器801执行以完成上述的超大跨隧道支撑使用方法。

实施例5：

相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种超大跨隧道支撑使用方法可相互对应参照。

一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的超大跨隧道支撑使用方法的步骤。

该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种超大跨隧道支撑使用方法，其特征在于，包括：

发送第一命令，所述第一命令包括将支撑台架布置于超大跨隧道内的命令，所述支撑台架与所述超大跨隧道有至少三个支撑面，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的顶部，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的左侧，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的右侧；

获取第一信息，所述第一信息包括围岩材料特性参数；

基于第一信息，计算得到液压出力信息，所述液压出力信息包括支撑台架的至少三个液压装置的输出作用力信息，每个所述液压装置均对应于一个所述支撑面进行作用力输出；

根据所述液压出力信息，发送第二命令，所述第二命令包括控制每个所述液压装置的输出的命令，所述支撑台架在至少三个所述液压装置的输出下，支撑台架支撑超大跨隧道周围的围岩稳定；

获取第四信息，所述第四信息包括获取第一时刻的五对距离传感器采集到的距离值信息，五对所述距离传感器分别设置于所述支撑台架的五个掌部上，每对所述距离传感器均设置于每个所述掌部的两个端部上，每个所述距离传感器均用于测量所述端部到所述支撑台架的主体距离，所述第一时刻为每个所述液压装置的输出作用力达到所述液压出力信息的时刻；

发送挖掘命令，所述挖掘命令包括控制显示器显示可以进行下一步所述超大跨隧道的开挖命令；

获取第五信息，第五信息包括当前时刻每对距离传感器采集到的距离值信息；

根据第一时刻的每对距离传感器采集到的距离值信息和第五信息，计算每对距离传感器对应的差值，差值包括第一时刻中每对距离传感器采集到的距离值之和与当前时刻中每对距离传感器采集到的距离值之和的差值；

若差值中每对距离传感器对应的差值不全为零，则根据第一时刻的每对距离传感器采集到的距离值和第五信息，分析得出危险区域，分析得出危险区域。

2.根据权利要求1所述的一种超大跨隧道支撑使用方法，其特征在于,所述基于第一信息，计算得到液压出力信息，包括：

获取所述支撑台架的结构信息；

调用三维分析软件，并根据所述第一信息和所述结构信息绘制围岩隧道计算模型；

对所述围岩隧道计算模型进行应力平衡得到支撑台架受力信息；

基于所述支撑台架受力信息，根据预设安全系数计算得到液压出力信息。

3.根据权利要求1所述的一种超大跨隧道支撑使用方法，其特征在于，所述根据液压出力信息，发送第二命令，之后还包括：

获取第二信息，所述第二信息包括获取至少三个压力传感器采集的压力值信息和每个所述压力传感器对应的位置信息，每个所述压力传感器分别设置于所述支撑台架上并与所述超大跨隧道接触，所述位置信息包括每个所述压力传感器位于所述支撑台架的位置信息；

判断所述第二信息中每个所述支撑面对应的压力值和所述第二信息中对应的所述输出作用力的关系，若支撑面对应的压力值大于对应的输出作用力信息，则计算得到第一结果，所述第一结果包括该支撑面对应的位置信息和对应的调整作用力信息，所述调整作用力信息包括所述输出作用力与压力值的差值；

根据所述第一结果，发送第三命令，所述第三命令包括调整液压装置的输出作用力的命令。

4.一种超大跨隧道支撑使用装置，其特征在于，包括：

第一命令单元，用于发送第一命令，所述第一命令包括将支撑台架布置于超大跨隧道内的命令，所述支撑台架与所述超大跨隧道有至少三个支撑面，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的顶部，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的左侧，至少一个支撑面位于所述超大跨隧道的右侧；

第一获取单元，用于获取第一信息，所述第一信息包括围岩材料特性参数；

第一计算单元，用于基于第一信息，计算得到液压出力信息，所述液压出力信息包括支撑台架的至少三个液压装置的输出作用力信息，每个所述液压装置均对应于一个所述支撑面进行作用力输出；

第二命令单元，用于根据所述液压出力信息，发送第二命令，所述第二命令包括控制每个所述液压装置的输出的命令，所述支撑台架在至少三个所述液压装置的输出下，支撑台架支撑超大跨隧道周围的围岩稳定；

第三获取单元，用于获取第四信息，所述第四信息包括获取第一时刻的五对距离传感器采集到的距离值信息，五对所述距离传感器分别设置于所述支撑台架的五个掌部上，每对所述距离传感器均设置于每个所述掌部的两个端部上，每个所述距离传感器均用于测量所述端部到所述支撑台架的主体距离，所述第一时刻为每个所述液压装置的输出作用力达到所述液压出力信息的时刻；

第四命令单元，用于发送挖掘命令，所述挖掘命令包括控制显示器显示可以进行下一步所述超大跨隧道的开挖命令；

第四获取单元，用于获取第五信息，第五信息包括当前时刻每对距离传感器采集到的距离值信息；

第一子计算单元，用于根据第一时刻的每对距离传感器采集到的距离值信息和第五信息，计算每对距离传感器对应的差值，差值包括第一时刻中每对距离传感器采集到的距离值之和与当前时刻中每对距离传感器采集到的距离值之和的差值；

第三逻辑单元，用于若差值中每对距离传感器对应的差值不全为零，则根据第一时刻的每对距离传感器采集到的距离值和第五信息，分析得出危险区域，分析得出危险区域。

5.根据权利要求4所述的超大跨隧道支撑使用装置，其特征在于，所述第一计算单元包括：

结构获取单元，用于获取所述支撑台架的结构信息；

三维建模单元，用于调用三维分析软件，并根据所述第一信息和所述结构信息绘制围岩隧道计算模型；

受力分析单元，用于对所述围岩隧道计算模型进行应力平衡得到支撑台架受力信息；

第三计算单元，用于基于所述支撑台架受力信息，根据预设安全系数计算得到液压出力信息。

6.根据权利要求4所述的超大跨隧道支撑使用装置，其特征在于，还包括：

第二获取单元，用于获取第二信息，所述第二信息包括获取至少三个压力传感器采集的压力值信息和每个所述压力传感器对应的位置信息，每个所述压力传感器分别设置于所述支撑台架上并与所述超大跨隧道接触，所述位置信息包括每个所述压力传感器位于所述支撑台架的位置信息；

第一逻辑单元，用于判断所述第二信息中每个所述支撑面对应的压力值和所述第二信息中对应的所述输出作用力的关系，若支撑面对应的压力值大于对应的输出作用力信息，则计算得到第一结果，所述第一结果包括该支撑面对应的位置信息和对应的调整作用力信息，所述调整作用力信息包括所述输出作用力与压力值的差值；

第三命令单元，用于根据所述第一结果，发送第三命令，所述第三命令包括调整液压装置的输出作用力的命令。

7.一种超大跨隧道支撑使用设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述超大跨隧道支撑使用方法的步骤。

8.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述超大跨隧道支撑使用方法的步骤。

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