【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水利水電工程，公開了一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法、裝置、系統及存儲有能執行該方法程序的記錄媒體。
技術介紹
1、新建水利工程、開發水電資源，經常需要挖掘水工壓力隧洞，通過隧洞實現輸水、泄水、引水發電等功能。其中，有些隧洞或隧洞的某些洞段的洞壁承受一定的內水壓力，壓力隧洞是水利、水電工程常見的一種水工建筑物。隨著國家水網規劃逐步實施，跨流域、跨區域的大型灌區、引調水、水資源配置工程將會更多涉及有壓隧洞。
2、有壓隧洞勘察設計難度大于無壓隧洞，除無壓隧洞面臨的所有問題外，有壓隧洞還需要首先解決山體抗抬穩定問題，作為保障有壓隧洞運行安全最重要的一環。挪威是最早研究該問題的國家，提出不襯砌隧洞最小上覆巖體厚度不小于內水壓力，同時保留1.3～1.5的安全系數，以保證圍巖山體在最大內水壓力作用下不發生抬動破壞(挪威準則)。其后，澳大利亞提出了針對陡峭地形的雪山準則，認為在隧洞水平方向存在臨空面的斜坡地形時水平側向覆蓋巖體厚度起控制作用，作為挪威準則的補充。
3、在當前實踐中，勘察設計人員首先按工程經驗初擬水工壓力隧洞中可能存在山體抗抬穩定問題的洞段，然后僅僅針對上述重點洞段，采用挪威準則和雪山準則計算最小上覆巖體厚度，最后通過比較最小上覆巖體厚度計算值與該處實際上覆巖體厚度的大小關系來評價圍巖山體抗抬穩定性。可見，在壓力隧洞圍巖山體抗抬穩定性評價方面，常規做法存在分析不全面(難以對隧洞全程進行抗抬風險評估)、判斷不直觀(只有數據，沒有圖像)、結論不準確等不足之處，需要專利技術一種能夠克
技術實現思路
1、針對以上問題，本專利技術提供一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，具體方案包括如下步驟：
2、s1.作擬開挖隧洞的縱剖面與上覆巖體外表面的交線，根據交線的起伏程度在縱剖面上確定平緩區及斜坡區；
3、s2.計算最小上覆巖體的厚度，在平緩區間隔預設步長作多條鉛垂線，分別從鉛垂線與所述交線的交點沿鉛垂線向下截取所述厚度的長度，獲得截點；在斜坡區間隔預設步長作多條與所述交線垂直的法線，分別從法線與所述交線的交點沿鉛垂線向下截取所述厚度的長度，獲得截點；
4、s3.連接相鄰截點形成平滑曲線，所述平滑曲線為最小上覆巖體厚度曲線。
5、優選的，每隔10米上覆巖體外表面起伏落差超過隧洞凈空的1/10即為斜坡區，否則為平緩區。
6、優選的，對于被風化侵蝕的巖體，除去易剝落的附著塊體，以未受侵蝕的巖體最外層作為上覆巖體外表面。
7、優選的，計算最小上覆巖體的厚度的公式：
8、公式中：hs為隧洞內靜水壓力水頭，等于進水口設計水位與投影線處隧洞軸線高程之差；γw為水的重度，取10千牛頓/立方米；γr為巖石的重度；θ為斜坡坡角，如果θ＞60度則取θ＝60度；f為安全系數，取1.3～1.5。
9、為配合上述方法實施，本申請還提供一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制裝置，包括以下功能模塊：
10、分區模塊，用于作擬開挖隧洞的縱剖面與上覆巖體外表面的交線，根據交線的起伏程度在縱剖面上確定平緩區及斜坡區；
11、截點模塊，計算最小上覆巖體的厚度，在平緩區間隔預設步長作多條鉛垂線，分別從鉛垂線與所述交線的交點沿鉛垂線向下截取所述厚度的長度，獲得截點；在斜坡區間隔預設步長作多條與所述交線垂直的法線，分別從法線與所述交線的交點沿鉛垂線向下截取所述厚度的長度，獲得截點；
12、擬合模塊，連接相鄰截點形成平滑曲線，所述平滑曲線為最小上覆巖體厚度曲線。
13、優選的，分區模塊中每隔10米上覆巖體外表面起伏落差超過隧洞凈空的1/10即為斜坡區，否則為平緩區。
14、優選的，分區模塊中對于被風化侵蝕的巖體，除去易剝落的附著塊體，以未受侵蝕的巖體最外層作為上覆巖體外表面。
15、優選的，截點模塊中計算最小上覆巖體的厚度的公式：
16、公式中：hs為隧洞內靜水壓力水頭，等于進水口設計水位與投影線處隧洞軸線高程之差；γw為水的重度，取10千牛頓/立方米；γr為巖石的重度；θ為斜坡坡角，如果θ＞60度則取θ＝60度；f為安全系數，取1.3～1.5。
17、本專利技術的另一方案在于提供一種非暫態可讀記錄媒體，用以存儲包含多個指令的一個或多個程序，當執行指令時，將致使處理電路執行上述的水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法。
18、本專利技術還提供一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制系統，包括包括處理電路及與其電性耦接的存儲器，其特征在于，所述存儲器配置儲存至少一程序，所述程序包含多個指令，所述處理電路運行所述程序，能執行上述的水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法。
19、本專利技術的有益效果:
20、本專利技術通過對隧道縱剖面分區獲得不同區域的最小上覆巖體厚度內側截點，再將內側截點用平滑曲線連接，形成最小上覆巖體厚度曲線，可對隧道選型是否使得隧道外邊緣落入不穩定區域做出直觀清楚地判定，由于在隧道的挖掘方向上全程獲取截點，避免了只對某些特殊洞段進行厚度計算的片面性，獲得的信息可信度較高，較為準確，用曲線進行擬合節省了采樣數目，間接節省了計算量，提升了評判效率。
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1.一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，其特征在于，每隔10米上覆巖體外表面起伏落差超過隧洞凈空的1/10即為斜坡區，否則為平緩區。
3.根據權利要求2所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，其特征在于，對于被風化侵蝕的巖體，除去易剝落的附著塊體，以未受侵蝕的巖體最外層作為上覆巖體外表面。
4.根據權利要求3所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，其特征在于，計算最小上覆巖體的厚度的公式：
5.一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制裝置，其特征在于包括以下功能模塊：
6.根據權利要求5所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制裝置，其特征在于，分區模塊中每隔10米上覆巖體外表面起伏落差超過隧洞凈空的1/10即為斜坡區，否則為平緩區。
7.根據權利要求6所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制裝置，其特征在于，分區模塊中對于被風化侵蝕的巖體，除去易剝落的附著
8.根據權利要求7所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制裝置，其特征在于，截點模塊中計算最小上覆巖體的厚度的公式：
9.一種非暫態可讀記錄媒體，用以存儲包含多個指令的一個或多個程序，其特征在于，當執行指令時，將致使處理電路執行權利要求1-4中任一項所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法。
10.一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制系統，其特征在于包括處理電路及與其電性耦接的存儲器，其特征在于，所述存儲器配置儲存至少一程序，所述程序包含多個指令，所述處理電路運行所述程序，能執行權利要求1-4中任一項所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法的程序。
...【技術特征摘要】
1.一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，其特征在于，每隔10米上覆巖體外表面起伏落差超過隧洞凈空的1/10即為斜坡區，否則為平緩區。
3.根據權利要求2所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，其特征在于，對于被風化侵蝕的巖體，除去易剝落的附著塊體，以未受侵蝕的巖體最外層作為上覆巖體外表面。
4.根據權利要求3所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制方法，其特征在于，計算最小上覆巖體的厚度的公式：
5.一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制裝置，其特征在于包括以下功能模塊：
6.根據權利要求5所述的一種水工壓力隧洞的最小上覆巖體厚度曲線繪制裝置，其特征在于，分區模塊中每隔10米上覆巖體外表面起伏落差超過隧洞凈空的1/10即為斜坡區，否...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃振偉，盧樹盛，張瑋鵬，孫韜，楊濤，段曉冉，何旭輝，李柏江，熊宇康，
申請(專利權)人：長江巖土工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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