CN113971305B - 一种基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法 - Google Patents
一种基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，涉及隧道施工技术领域，通过建立计算机模拟隧道模型，对隧道进行模拟并获取隧道的防水级别在对应的岩体错动量状况下是否能够达到预设防水级别，当根据计算机模拟隧道模型确定防水级别在对应的岩体错动量能够达到预设防水级别时，将计算机模型确定的防水层厚度、特殊变形缝宽度、特殊变形缝深度、二衬厚度以及特殊变形缝作为施工数据进行施工设计且进行施工，当未达到预设防水级别时，通过岩体平均强度对特殊变形缝宽度和深度进行调节，有效降低了施工难度且实现对施工数据的精准控制，进一步提高了工程质量，避免了因区域性岩体错动量大导致的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法。
背景技术
近年来，我国基础设施建设的规模越来越大，尤其是公路铁路的桥梁和隧道建设。
但由于我国幅员辽阔，在进行公路铁路桥梁隧道施工时，因地域差异，施工过程中遇到的问题也复杂多样，例如我国西南地区，处于地壳活动较为剧烈的区域，地震频繁，因此，在修建桥梁隧道时就不得不考虑地震因素，尤其是隧道施工时，由于地震导致地层错动量大，传统的隧道施工不能满足地震频繁区域的施工要求。
并且传统施工方案是针对一般地质条件下，进行变形缝预留，并在变形缝内安装止水带以进行隧道的防水，但由于地震频繁的地区，地层错动量大，对隧道的破坏性相对较高，传统施工方案应对实际地震频繁区域的实际情况，导致隧道施工难度较大，施工控制不精准，从而造成工程质量低，形成安全隐患。
发明内容
为此，本发明提供一种基于地震断裂带大断面特殊变形缝隧道修建方法，用以克服现有技术中因地震频繁地区的岩体错动量大导致隧道的防水能力低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，包括：
步骤S1、对待修建隧道区域进行实地检测，获取待修建隧道区域的岩体平均强度，且根据实地检测结果确定地震断裂带岩体的错动量，以及根据该实地检测的错动量确定拱形隧道的预设防水级别；
步骤S2、建立计算机模拟隧道模型，将所述错动量和对应的预设防水级别输入计算机模拟隧道模型，计算机模拟模型根据所述预设防水级别确定初期支护的防水层厚度M以及特殊变形缝宽度D和特殊变形缝深度H，根据岩体平均强度确定二衬厚度W，以及根据断裂带长度Ld确定特殊变形缝间距U；
步骤S3、在确定防水层厚度M、特殊变形缝宽度D、特殊变形缝深度H、二衬厚度W以及特殊变形缝间距U完成时，将确定的防水层厚度M、特殊变形缝的宽度D、特殊变形缝深度H、二衬厚度W以及特殊变形缝间距U输入所述计算机模拟隧道模型进行防水模拟；
步骤S4、若模拟结果防水级别达到所述预设防水级别，则根据模拟数据进行施工，若模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，则根据获取的岩体平均强度对特殊变形缝宽度D和特殊变形缝深度H进行调节，并将调节后的结果重新输入所述计算机模拟修建模型进行模拟；
步骤S5、若调节后模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，计算机模拟隧道模型获取模拟结果中实际渗水量Gs，并根据该实际渗水量Gs与预设渗水量的比对结果判定对防水层厚度调节或者对特殊变形缝宽度进行修正，并在调节完成时，再次进行模拟，若模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，重复步骤S4，直至模拟结果所述防水级别达到预设防水级别。
进一步地，当确定所述隧道的预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据地震断裂带岩层的实际错动量S与预设错动量的比对结果确定隧道的预设防水级别，
其中，所述计算机模拟隧道模型设有第一预设错动量S1、第二预设错动量S2、第三预设错动量S3、第一预设防水级别Q1、第二预设防水级别Q2以及第三预设防水级别Q3，其中，S1＜S2＜S3，Q1＜Q2＜Q3，
当S1≤S＜S2时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第一预设防水级别Q1；
当S2≤S＜S3时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第二预设防水级别Q2；
当S＜S3时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第三预设防水级别Q3。
进一步地，当确定所述特殊变形缝的宽度和深度完成时，所述计算机模拟隧道模型比对隧道总长Lz和断裂带长度Ld的断裂带长度，若Ld≥Lz/2，计算机模拟隧道模型计算隧道总长Lz和断裂带长度Ld的断裂带长度比值B，设定B＝Ld/Lz，并根据该断裂带长度比值B与预设断裂带长度比值选取对应的变形缝宽度初次调节系数对特殊变形缝的宽度进行初次调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一预设断裂带长度比值B1、第二预设断裂带长度比值B2、第三预设断裂带长度比值B3、第一变形缝宽度初次调节系数Ka1、第二变形缝宽度初次调节系数Ka2以及第三宽度初次调节系数Ka3，其中，B1＜B2＜B3，设定1＜Ka1＜Ka2＜Ka3＜2，
当B1≤B＜B2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度初次调节系数Ka1对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当B2≤B＜B3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度初次调节系数Ka2对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当B≥B3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度初次调节系数Ka3对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第i变形缝宽度初次调节系数Kai对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节时，设定i＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝宽度设置为Dk，设定Dk＝D×Kai，其中，D为所述计算机模拟隧道模型根据所述预设防水级别确定的所述特殊变形缝的宽度。
进一步地，在所述步骤S4中，当模拟结果防水级别未达到预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据获取的岩体平均强度P与预设岩体平均强度的比对结果选取对应的变形缝深度调节系数对特殊变形缝的深度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一预设岩体平均强度P1、第二预设岩体平均强度P2、第三预设岩体平均强度P3、第一变形缝深度调节系数X1、第二变形缝深度调节系数X2以及第三变形缝深度调节系数X3，其中，P1＜P2＜P3，设定1＜X1＜X2＜X3＜1.5，
当P1≤P＜P2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝深度调节系数X1对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当P2≤P＜P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝深度调节系数X2对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当P≥P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝深度调节系数X3对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第j变形缝深度调节系数对所述特殊变形的深度进行调节时，设定j＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝的深度设置为Hx，设定Hx＝H×Xj，其中H为所述计算机模拟隧道模型根据所述预设防水级别确定的所述特殊变形缝的深度。
进一步地，在所述步骤S4中，当模拟结果防水级别未达到预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据获取的岩体平均强度P与预设岩体平均强度的比对结果选取对应的变形缝宽度调节系数对特殊变形缝的宽度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一变形缝宽度调节系数Kb1、第二变形缝宽度二次调节系数Kb2以及第三变形缝宽度调节系数Kb3，设定1＜Kb1＜Kb2＜Kb3＜1.5，
当P1≤P＜P2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度调节系数Kb1对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当P2≤P＜P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度调节系数Kb2对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当P≥P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度调节系数Kb3对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第i＇变形缝宽度调节系数Kbi＇对所述特殊变形缝宽度进行调节时，设定i＇＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝宽度Dk＇，设定Dk＇＝Dk×Kai。
进一步地，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一预设渗水量Gs1和第二预设渗水量Gs2，当所述计算机模拟隧道模型对所述特殊变形缝的宽度和深度调节完成时，若所述防水级别未达到预设防水级别，所述计算机模拟隧道模型获取实际渗水量Gs，并将该实际渗水量Gs和预设渗水量进行比对，
若Gs＜Gs1，所述计算机模拟隧道模型判定无渗水；
若Gs1≤Gs＜Gs2，所述计算机模拟隧道模型判定渗水量适中，计算机模拟隧道模型对所述防水层厚度进行调节；
若Gs≥Gs2，所述计算机模拟隧道模型判定渗水量较大，计算机模拟隧道模型对所述特殊变形缝的宽度进行修正。
进一步地，当所述计算机模拟隧道模型判定渗水量适中时，计算机模拟隧道模型计算实际渗水量Gs与第二预设渗水量Gs1的渗水量差值ΔGs，设定ΔGs＝Gs2-Gs，并根据该渗水量差值ΔGs与预设渗水量差值的比对结果选取对应的防水层厚度调节系数对所述防水层厚度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一预设渗水量差值ΔGs1、第二预设渗水量差值ΔGs2、第三预设渗水量差值ΔGs3、第一防水层厚度调节系数f1、第二防水层厚度调节系数f2以及第三防水层厚度调节系数f3，其中，ΔGs1＜ΔGs2＜ΔGs3，设定1＜f1＜f2＜f3＜2，
当ΔGs1≤ΔGs＜ΔGs2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一防水层厚度调节系数f1对所述防水层厚度进行调节；
当ΔGs2≤ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二防水层厚度调节系数f2对所述防水层厚度进行调节；
当ΔGs≥ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第一防水层厚度调节系数f3对所述防水层厚度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第n防水层厚度调节系数fn对所述防水层厚度进行调节时，设定n＝1，2，3，所述计算机模拟隧道模型将调节后的防水层厚度设置为M＇，设定M＇＝M＇×fn。
进一步地，当所述计算机模拟隧道模型判定渗水量较大时，所述计算机模拟隧道模型计算实际渗水量Gs和第二预设渗水量Gs2的渗水量差值ΔGs，设定ΔGs＝Gs2-Gs，计算机模拟隧道模型根据该渗水量差值与预设渗水量差值的比对结果选取对应的变形缝宽度修正系数对所述特殊变形缝宽度进行修正，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一变形缝宽度修正系数Kc1、第二变形缝宽度修正系数Kc2以及第三变形缝宽度修正系数Kc3，设定1＜Kc1＜Kc2＜Kc3＜2,
当ΔGs1≤ΔGs＜ΔGs2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度修正系数Kc1对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当ΔGs2≤ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度修正系数Kc2对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度修正系数Kc3对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当所述计算机模拟隧道模型选取第e变形缝宽度修正系数Kce对所述特殊变形缝宽度进行修正时，设定e＝1，2，3，所述计算机模拟隧道模型将修正后的特殊变形缝宽度设置为Dk＇＇，设定Dk＇＇＝Dk＇×Kce。
进一步地，当计算机模拟隧道模型判定无渗水时，所述计算机模拟隧道模型对预设防水级别进行调节，所述计算机模拟隧道模型将调节后的预设防水级别设置为Q4，设定Q4＝Qi×y，其中Qi为第i预设防水级别，y为预设防水级别调节系数，设定i＝1，2，3。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过建立计算机模拟隧道模型，对隧道进行模拟并获取隧道的防水级别在对应的岩体错动量状况下是否能够达到预设防水级别，当根据计算机模拟隧道模型确定防水级别在对应的岩体错动量能够达到预设防水级别时，将计算机模型确定的防水层厚度、特殊变形缝宽度、特殊变形缝深度、二衬厚度以及特殊变形缝作为施工数据进行施工设计且进行施工，有效降低了施工难度且实现对施工数据的精准控制，进一步提高了工程质量，避免了因区域性岩体错动量大导致的安全隐患。
尤其，当防水级别未达到预设防水级别时，通过获取的岩体平均强度对特殊变形缝宽度和特殊变形缝深度进行调节，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程防水能力。
尤其，当对特殊变形缝宽度和特殊变形缝深度调节后，计算机模拟隧道模型的防水级别仍未达到预设防水级别，则根据实际渗水量对防水层厚度进行调节或对特殊变形缝宽度进行修正，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程防水能力。
进一步地，通过设置多个预设错动量和预设防水级别，并通过获取待修建隧道所处地区因地震导致的岩体错动量，并根据该错动量与预设错动量的比对结果确定对应的预设防水级别，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程的防水能力。
附图说明
图1为本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
请参阅图1所示，其为本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法的流程图。
本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，包括：
步骤S1、对待修建隧道区域进行实地检测，获取待修建隧道区域的岩体平均强度，且根据实地检测结果确定地震断裂带岩体的错动量，以及根据该实地检测的错动量确定拱形隧道的预设防水级别；
步骤S2、建立计算机模拟隧道模型，将所述错动量和对应的预设防水级别输入计算机模拟隧道模型，计算机模拟模型根据所述预设防水级别确定初期支护的防水层厚度M以及特殊变形缝宽度D和特殊变形缝深度H，根据岩体平均强度确定二衬厚度W，以及根据断裂带长度Ld确定特殊变形缝间距U；
步骤S3、在确定防水层厚度M、特殊变形缝宽度D、特殊变形缝深度H、二衬厚度W以及特殊变形缝间距U完成时，将确定的防水层厚度M、特殊变形缝的宽度D、特殊变形缝深度H、二衬厚度W以及特殊变形缝间距U输入所述计算机模拟隧道模型进行防水模拟；
步骤S4、若模拟结果防水级别达到所述预设防水级别，则根据模拟数据进行施工，若模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，则根据获取的岩体平均强度对特殊变形缝宽度D和特殊变形缝深度H进行调节，并将调节后的结果重新输入所述计算机模拟修建模型进行模拟；
步骤S5、若调节后模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，计算机模拟隧道模型获取模拟结果中实际渗水量Gs，并根据该实际渗水量Gs与预设渗水量的比对结果判定对防水层厚度调节或者对特殊变形缝宽度进行修正，并在调节完成时，再次进行模拟，若模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，重复步骤S4，直至模拟结果所述防水级别达到预设防水级别。
具体而言，通过建立计算机模拟隧道模型，对隧道进行模拟并获取隧道的防水级别在对应的岩体错动量状况下是否能够达到预设防水级别，当根据计算机模拟隧道模型确定防水级别在对应的岩体错动量能够达到预设防水级别时，将计算机模型确定的防水层厚度、特殊变形缝宽度、特殊变形缝深度、二衬厚度以及特殊变形缝作为施工数据进行施工设计且进行施工，有效降低了施工难度且实现对施工数据的精准控制，进一步提高了工程质量，避免了因区域性岩体错动量大导致的安全隐患。
尤其，当防水级别未达到预设防水级别时，通过获取的岩体平均强度对特殊变形缝宽度和特殊变形缝深度进行调节，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程防水能力。
尤其，当对特殊变形缝宽度和特殊变形缝深度调节后，计算机模拟隧道模型的防水级别仍未达到预设防水级别，则根据实际渗水量对防水层厚度进行调节或对特殊变形缝宽度进行修正，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程防水能力。
具体而言，所述计算机模拟隧道模型中设有多个所述预设防水级别对于应的初期支护的防水层厚度、特殊变形缝宽度以及特殊变形缝深度,多个所述岩体平均强度对应的二衬厚度，以及多个所述断裂带长度对应的特殊变形缝间距。
本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，当确定所述隧道的预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据地震断裂带岩层的实际错动量S与预设错动量的比对结果确定隧道的预设防水级别，
其中，所述计算机模拟隧道模型设有第一预设错动量S1、第二预设错动量S2、第三预设错动量S3、第一预设防水级别Q1、第二预设防水级别Q2以及第三预设防水级别Q3，其中，S1＜S2＜S3，Q1＜Q2＜Q3，
当S1≤S＜S2时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第一预设防水级别Q1；
当S2≤S＜S3时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第二预设防水级别Q2；
当S＜S3时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第三预设防水级别Q3。
具体而言，通过设置多个预设错动量和预设防水级别，并通过获取待修建隧道所处地区因地震导致的岩体错动量，并根据该错动量与预设错动量的比对结果确定对应的预设防水级别，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程的防水能力。
本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，当确定所述特殊变形缝的宽度和深度完成时，所述计算机模拟隧道模型比对隧道总长Lz和断裂带长度Ld的断裂带长度，若Ld≥Lz/2，计算机模拟隧道模型计算隧道总长Lz和断裂带长度Ld的断裂带长度比值B，设定B＝Ld/Lz，并根据该断裂带长度比值B与预设断裂带长度比值选取对应的变形缝宽度初次调节系数对特殊变形缝的宽度进行初次调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一预设断裂带长度比值B1、第二预设断裂带长度比值B2、第三预设断裂带长度比值B3、第一变形缝宽度初次调节系数Ka1、第二变形缝宽度初次调节系数Ka2以及第三宽度初次调节系数Ka3，其中，B1＜B2＜B3，设定1＜Ka1＜Ka2＜Ka3＜2，
当B1≤B＜B2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度初次调节系数Ka1对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当B2≤B＜B3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度初次调节系数Ka2对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当B≥B3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度初次调节系数Ka3对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第i变形缝宽度初次调节系数Kai对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节时，设定i＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝宽度设置为Dk，设定Dk＝D×Kai，其中，D为所述计算机模拟隧道模型根据所述预设防水级别确定的所述特殊变形缝的宽度。
具体而言，通过在计算机模拟隧道模型设置预设断裂带长度比值和变形缝宽度初次调节系数，并当断裂带长度超出隧道总长的二分之一时，计算断裂带长度与隧道总长的比值，计算机模拟隧道模型根据该比值与预设断裂带长度比值的比对结果选取对应的变形缝宽度初次调节系数对特殊变形缝的宽度进行调节，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程的防水能力。
本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，在所述步骤S4中，当模拟结果防水级别未达到预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据获取的岩体平均强度P与预设岩体平均强度的比对结果选取对应的变形缝深度调节系数对特殊变形缝的深度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一预设岩体平均强度P1、第二预设岩体平均强度P2、第三预设岩体平均强度P3、第一变形缝深度调节系数X1、第二变形缝深度调节系数X2以及第三变形缝深度调节系数X3，其中，P1＜P2＜P3，设定1＜X1＜X2＜X3＜1.5，
当P1≤P＜P2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝深度调节系数X1对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当P2≤P＜P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝深度调节系数X2对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当P≥P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝深度调节系数X3对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第j变形缝深度调节系数对所述特殊变形的深度进行调节时，设定j＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝的深度设置为Hx，设定Hx＝H×Xj，其中H为所述计算机模拟隧道模型根据所述预设防水级别确定的所述特殊变形缝的深度。
具体而言，通过在计算机模拟隧道模型设置预设岩体平均强度和变形缝深度调节系数，并当模拟结果防水级别未达到预设防水级别时，根据获取的岩体平均强度与预设岩体平均强度的比对结果选取对应的特殊变形缝深度调节系数对特殊变形缝深度进行调节，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程的防水能力。
本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，在所述步骤S4中，当模拟结果防水级别未达到预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据获取的岩体平均强度P与预设岩体平均强度的比对结果选取对应的变形缝宽度调节系数对特殊变形缝的宽度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一变形缝宽度调节系数Kb1、第二变形缝宽度二次调节系数Kb2以及第三变形缝宽度调节系数Kb3，设定1＜Kb1＜Kb2＜Kb3＜1.5，
当P1≤P＜P2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度调节系数Kb1对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当P2≤P＜P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度调节系数Kb2对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当P≥P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度调节系数Kb3对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第i＇变形缝宽度调节系数Kbi＇对所述特殊变形缝宽度进行调节时，设定i＇＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝宽度Dk＇，设定Dk＇＝Dk×Kai。
具体而言，通过在计算机模拟隧道模型设置变形缝宽度调节系数，并当模拟结果防水级别未达到预设防水级别时，根据获取的岩体平均强度与预设岩体平均强度的比对结果选取对应的特殊变形缝宽度调节系数对特殊变形缝宽度进行调节，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程的防水能力。
本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一预设渗水量Gs1和第二预设渗水量Gs2，当所述计算机模拟隧道模型对所述特殊变形缝的宽度和深度调节完成时，若所述防水级别未达到预设防水级别，所述计算机模拟隧道模型获取实际渗水量Gs，并将该实际渗水量Gs和预设渗水量进行比对，
若Gs＜Gs1，所述计算机模拟隧道模型判定无渗水；
若Gs1≤Gs＜Gs2，所述计算机模拟隧道模型判定渗水量适中，计算机模拟隧道模型对所述防水层厚度进行调节；
若Gs≥Gs2，所述计算机模拟隧道模型判定渗水量较大，计算机模拟隧道模型对所述特殊变形缝的宽度进行修正。
具体而言，通过在计算机模拟隧道模型设置预设渗水量，并当计算机模拟隧道模型模拟完成时防水级别未达到预设防水级别时，根据实际渗水量和预设渗水量的比对结果确定对防水层厚度进行调节或对特殊变形缝宽度进行修正，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程的防水能力。
本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，当所述计算机模拟隧道模型判定渗水量适中时，计算机模拟隧道模型计算实际渗水量Gs与第二预设渗水量Gs1的渗水量差值ΔGs，设定ΔGs＝Gs2-Gs，并根据该渗水量差值ΔGs与预设渗水量差值的比对结果选取对应的防水层厚度调节系数对所述防水层厚度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一预设渗水量差值ΔGs1、第二预设渗水量差值ΔGs2、第三预设渗水量差值ΔGs3、第一防水层厚度调节系数f1、第二防水层厚度调节系数f2以及第三防水层厚度调节系数f3，其中，ΔGs1＜ΔGs2＜ΔGs3，设定1＜f1＜f2＜f3＜2，
当ΔGs1≤ΔGs＜ΔGs2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一防水层厚度调节系数f1对所述防水层厚度进行调节；
当ΔGs2≤ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二防水层厚度调节系数f2对所述防水层厚度进行调节；
当ΔGs≥ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第一防水层厚度调节系数f3对所述防水层厚度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第n防水层厚度调节系数fn对所述防水层厚度进行调节时，设定n＝1，2，3，所述计算机模拟隧道模型将调节后的防水层厚度设置为M＇，设定M＇＝M＇×fn。
当所述计算机模拟隧道模型判定渗水量较大时，所述计算机模拟隧道模型计算实际渗水量Gs和第二预设渗水量Gs2的渗水量差值ΔGs，设定ΔGs＝Gs2-Gs，计算机模拟隧道模型根据该渗水量差值与预设渗水量差值的比对结果选取对应的变形缝宽度修正系数对所述特殊变形缝宽度进行修正，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一变形缝宽度修正系数Kc1、第二变形缝宽度修正系数Kc2以及第三变形缝宽度修正系数Kc3，设定1＜Kc1＜Kc2＜Kc3＜2,
当ΔGs1≤ΔGs＜ΔGs2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度修正系数Kc1对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当ΔGs2≤ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度修正系数Kc2对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度修正系数Kc3对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当所述计算机模拟隧道模型选取第e变形缝宽度修正系数Kce对所述特殊变形缝宽度进行修正时，设定e＝1，2，3，所述计算机模拟隧道模型将修正后的特殊变形缝宽度设置为Dk＇＇，设定Dk＇＇＝Dk＇×Kce。
具体而言，通过在计算机模拟隧道模型设置预设渗水量差值、防水层厚度调节系数和变形缝宽度修正系数，并当计算机模拟隧道模型判定模拟是渗水量较大时，通过计算实际渗水量和第二预设渗水量的渗水量差值，并根据该渗水量差值与预设渗水量差值的比对结果选取对应的防水层厚度调节系数或变形缝宽度修正系数对防水层厚度进行调节或对变形缝宽度进行修正，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程的防水能力。
具体而言，本发明所述基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，当计算机模拟隧道模型判定无渗水时，所述计算机模拟隧道模型对预设防水级别进行调节，所述计算机模拟隧道模型将调节后的预设防水级别设置为Q4，设定Q4＝Qi×y，其中Qi为第i预设防水级别，y为预设防水级别调节系数，设定i＝1，2，3。
具体而言，当计算机模拟隧道模型判定无渗水时，对预设防水级别进行调节，进一步提高了对施工数据的精准控制，从而进一步提高了隧道工程的防水能力。
本发明实施例中，所述预设防水级别调节系数y＜0。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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。
Claims (9)
1.一种基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，包括：
步骤S1、对待修建隧道区域进行实地检测，获取待修建隧道区域的岩体平均强度，且根据实地检测结果确定地震断裂带岩体的错动量，以及根据该实地检测的错动量确定拱形隧道的预设防水级别；
步骤S2、建立计算机模拟隧道模型，将所述错动量和对应的预设防水级别输入计算机模拟隧道模型，计算机模拟模型根据所述预设防水级别确定初期支护的防水层厚度M以及特殊变形缝宽度D和特殊变形缝深度H，根据岩体平均强度确定二衬厚度W，以及根据断裂带长度Ld确定特殊变形缝间距U；
步骤S3、在确定防水层厚度M、特殊变形缝宽度D、特殊变形缝深度H、二衬厚度W以及特殊变形缝间距U完成时，将确定的防水层厚度M、特殊变形缝的宽度D、特殊变形缝深度H、二衬厚度W以及特殊变形缝间距U输入所述计算机模拟隧道模型进行防水模拟；
步骤S4、若模拟结果防水级别达到所述预设防水级别，则根据模拟数据进行施工，若模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，则根据获取的岩体平均强度对特殊变形缝宽度D和特殊变形缝深度H进行调节，并将调节后的结果重新输入所述计算机模拟修建模型进行模拟；
步骤S5、若调节后模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，计算机模拟隧道模型获取模拟结果中实际渗水量Gs，并根据该实际渗水量Gs与预设渗水量的比对结果判定对防水层厚度调节或者对特殊变形缝宽度进行修正，并在调节完成时，再次进行模拟，若模拟结果所述防水级别未达到预设防水级别，重复步骤S4，直至模拟结果所述防水级别达到预设防水级别。
2.根据权利要求1所述的基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，当确定所述隧道的预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据地震断裂带岩层的实际错动量S与预设错动量的比对结果确定隧道的预设防水级别，
其中，所述计算机模拟隧道模型设有第一预设错动量S1、第二预设错动量S2、第三预设错动量S3、第一预设防水级别Q1、第二预设防水级别Q2以及第三预设防水级别Q3，其中，S1＜S2＜S3，Q1＜Q2＜Q3，
当S1≤S＜S2时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第一预设防水级别Q1；
当S2≤S＜S3时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第二预设防水级别Q2；
当S＜S3时，所述计算机模拟隧道模型将隧道的预设防水级别设置为第三预设防水级别Q3。
3.根据权利要求2所述的基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，当确定所述特殊变形缝的宽度和深度完成时，所述计算机模拟隧道模型比对隧道总长Lz和断裂带长度Ld的断裂带长度，若Ld≥Lz/2，计算机模拟隧道模型计算隧道总长Lz和断裂带长度Ld的断裂带长度比值B，设定B＝Ld/Lz，并根据该断裂带长度比值B与预设断裂带长度比值选取对应的变形缝宽度初次调节系数对特殊变形缝的宽度进行初次调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一预设断裂带长度比值B1、第二预设断裂带长度比值B2、第三预设断裂带长度比值B3、第一变形缝宽度初次调节系数Ka1、第二变形缝宽度初次调节系数Ka2以及第三宽度初次调节系数Ka3，其中，B1＜B2＜B3，设定1＜Ka1＜Ka2＜Ka3＜2，
当B1≤B＜B2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度初次调节系数Ka1对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当B2≤B＜B3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度初次调节系数Ka2对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当B≥B3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度初次调节系数Ka3对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第i变形缝宽度初次调节系数Kai对所述特殊变形缝的宽度进行初次调节时，设定i＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝宽度设置为Dk，设定Dk＝D×Kai，其中，D为所述计算机模拟隧道模型根据所述预设防水级别确定的所述特殊变形缝的宽度。
4.根据权利要求3所述的基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，在所述步骤S4中，当模拟结果防水级别未达到预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据获取的岩体平均强度P与预设岩体平均强度的比对结果选取对应的变形缝深度调节系数对特殊变形缝的深度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一预设岩体平均强度P1、第二预设岩体平均强度P2、第三预设岩体平均强度P3、第一变形缝深度调节系数X1、第二变形缝深度调节系数X2以及第三变形缝深度调节系数X3，其中，P1＜P2＜P3，设定1＜X1＜X2＜X3＜1.5，
当P1≤P＜P2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝深度调节系数X1对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当P2≤P＜P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝深度调节系数X2对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当P≥P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝深度调节系数X3对所述特殊变形缝的深度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第j变形缝深度调节系数对所述特殊变形的深度进行调节时，设定j＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝的深度设置为Hx，设定Hx＝H×Xj，其中H为所述计算机模拟隧道模型根据所述预设防水级别确定的所述特殊变形缝的深度。
5.根据权利要求4所述的基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，在所述步骤S4中，当模拟结果防水级别未达到预设防水级别时，所述计算机模拟隧道模型根据获取的岩体平均强度P与预设岩体平均强度的比对结果选取对应的变形缝宽度调节系数对特殊变形缝的宽度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一变形缝宽度调节系数Kb1、第二变形缝宽度二次调节系数Kb2以及第三变形缝宽度调节系数Kb3，设定1＜Kb1＜Kb2＜Kb3＜1.5，
当P1≤P＜P2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度调节系数Kb1对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当P2≤P＜P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度调节系数Kb2对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当P≥P3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度调节系数Kb3对所述特殊变形缝的宽度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第i＇变形缝宽度调节系数Kbi＇对所述特殊变形缝宽度进行调节时，设定i＇＝1，2，3，计算机模拟隧道模型将调节后的特殊变形缝宽度Dk＇，设定Dk＇＝Dk×Kai。
6.根据权利要求5所述的基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，所述计算机模拟隧道模型中还设有第一预设渗水量Gs1和第二预设渗水量Gs2，当所述计算机模拟隧道模型对所述特殊变形缝的宽度和深度调节完成时，若所述防水级别未达到预设防水级别，所述计算机模拟隧道模型获取实际渗水量Gs，并将该实际渗水量Gs和预设渗水量进行比对，
若Gs＜Gs1，所述计算机模拟隧道模型判定无渗水；
若Gs1≤Gs＜Gs2，所述计算机模拟隧道模型判定渗水量适中，计算机模拟隧道模型对所述防水层厚度进行调节；
若Gs≥Gs2，所述计算机模拟隧道模型判定渗水量较大，计算机模拟隧道模型对所述特殊变形缝的宽度进行修正。
7.根据权利要求6所述的基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，当所述计算机模拟隧道模型判定渗水量适中时，计算机模拟隧道模型计算实际渗水量Gs与第二预设渗水量Gs1的渗水量差值ΔGs，设定ΔGs＝Gs2-Gs，并根据该渗水量差值ΔGs与预设渗水量差值的比对结果选取对应的防水层厚度调节系数对所述防水层厚度进行调节，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一预设渗水量差值ΔGs1、第二预设渗水量差值ΔGs2、第三预设渗水量差值ΔGs3、第一防水层厚度调节系数f1、第二防水层厚度调节系数f2以及第三防水层厚度调节系数f3，其中，ΔGs1＜ΔGs2＜ΔGs3，设定1＜f1＜f2＜f3＜2，
当ΔGs1≤ΔGs＜ΔGs2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一防水层厚度调节系数f1对所述防水层厚度进行调节；
当ΔGs2≤ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二防水层厚度调节系数f2对所述防水层厚度进行调节；
当ΔGs≥ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第一防水层厚度调节系数f3对所述防水层厚度进行调节；
当所述计算机模拟隧道模型选取第n防水层厚度调节系数fn对所述防水层厚度进行调节时，设定n＝1，2，3，所述计算机模拟隧道模型将调节后的防水层厚度设置为M＇，设定M＇＝M＇×fn。
8.根据权利要求7所述的基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，当所述计算机模拟隧道模型判定渗水量较大时，所述计算机模拟隧道模型计算实际渗水量Gs和第二预设渗水量Gs2的渗水量差值ΔGs，设定ΔGs＝Gs2-Gs，计算机模拟隧道模型根据该渗水量差值与预设渗水量差值的比对结果选取对应的变形缝宽度修正系数对所述特殊变形缝宽度进行修正，
其中，所述计算机模拟隧道模型还设有第一变形缝宽度修正系数Kc1、第二变形缝宽度修正系数Kc2以及第三变形缝宽度修正系数Kc3，设定1＜Kc1＜Kc2＜Kc3＜2,
当ΔGs1≤ΔGs＜ΔGs2时，所述计算机模拟隧道模型选取第一变形缝宽度修正系数Kc1对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当ΔGs2≤ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第二变形缝宽度修正系数Kc2对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当ΔGs＜ΔGs3时，所述计算机模拟隧道模型选取第三变形缝宽度修正系数Kc3对所述特殊变形缝宽度进行修正；
当所述计算机模拟隧道模型选取第e变形缝宽度修正系数Kce对所述特殊变形缝宽度进行修正时，设定e＝1，2，3，所述计算机模拟隧道模型将修正后的特殊变形缝宽度设置为Dk＇＇，设定Dk＇＇＝Dk＇×Kce。
9.根据权利要求6所述的基于地震断裂带大断面特殊变形缝拱形隧道修建方法，其特征在于，当计算机模拟隧道模型判定无渗水时，所述计算机模拟隧道模型对预设防水级别进行调节，所述计算机模拟隧道模型将调节后的预设防水级别设置为Q4，设定Q4＝Qi×y，其中Qi为第i预设防水级别，y为预设防水级别调节系数，设定i＝1，2，3。
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