【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及顶管隧道，尤其是曲线矩形顶管的确定方法及装置。
技术介绍
1、矩形顶管隧道技术作为一种现代化的隧道施工方法，因其独特的优势在现代城市建设中日益受到青睐。这种技术主要利用顶管机在地下推进，形成矩形断面的隧道。与传统的隧道挖掘方法相比，矩形顶管隧道施工具有施工速度快、对地面影响小、施工安全性高、环境友好、适应性强及经济效益显著等优势。
2、常规矩形顶管隧道的设计多数为直线型，这是因为直线隧道的结构简单，施工过程中的顶推力计算相对直接。顶推力是指顶管机在推进过程中对管道施加的力，其计算对于确保施工安全和效率至关重要。在直线隧道中，传统的顶推力计算方法通常基于一些简化的假设，如均匀地质条件、直线隧道路径等。
3、然而，在实际的城市地下空间开发中，为了避开已有的建筑物基础、地下管线以及其他障碍物，还需要曲线隧道施工，这就需要一种曲线矩形顶管。
4、传统的顶推力计算方法难以准确反映曲线路径对顶推力的影响，导致在曲线隧道的实际施工中可能出现顶推力不足或过剩的问题，影响施工进度和安全。
5、因此，亟需一种能够准确计算曲线矩形顶管隧道顶推力，从而确定曲线矩形顶管的新方法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种曲线矩形顶管的确定方法及装置，能够准确地计算顶推力，确保施工安全和效率，解决当前顶管隧道设计中曲线路径顶推力计算难的问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种曲线矩形顶管的确定方法，包括：获取隧道参数，该隧道参数
3、优选地，根据该隧道参数和曲线矩形顶管的材料属性确定该曲线矩形顶管在顶推过程中所需的顶推力包括：分析该曲线矩形顶管在顶推过程中的受力，包括土压力、水压力、结构自重、摩擦力、侧土压力及地面超载；根据该隧道参数和该曲线矩形顶管的材料属性，并根据所分析的受力，确定该曲线矩形顶管在顶推过程中所需的顶推力。
4、优选地，根据如下公式，确定该顶推力：f＝[μ(g+ps+pw+p0)+λ(1+μ)×(ps+pw+p0)]×kr。其中，f为该顶推力，ps为该土压力，pw为该水压力，g为该结构自重，p0为该地面超载，μ是土体与隧道结构间的摩擦系数，λ为侧土压力系数，kr为曲线半径影响系数。
5、优选地，根据如下公式，确定该顶推力：f＝[μ(g+ps+pw+p0)+λ(1+μ)×(ps+pw+p0)]×kr×k。其中，f为该顶推力，ps为该土压力，pw为该水压力，g为该结构自重，p0为该地面超载，μ是土体与隧道结构间的摩擦系数，λ为侧土压力系数，kr为曲线半径影响系数，k为设计安全系数，取值范围是1.2～1.5。
6、优选地，该曲线半径影响系数其中，de为隧道等效直径，r为曲线半径，n为根据地质条件确定的指数，对于软土地层，n的取值范围是1/2～1；对于硬土地层，n的取值范围是1/3～1/2；对于岩石地层，n的取值范围是1/5～1/3。
7、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种曲线矩形顶管的确定装置，包括：获取模块，用于获取隧道参数，该隧道参数包括隧道断面尺寸、曲线半径、地质条件；计算模块，根据该隧道参数和曲线矩形顶管的材料属性，确定该曲线矩形顶管在顶推过程中所需的顶推力；以及确定模块，根据所确定的顶推力，确定该曲线矩形顶管。
8、优选地，该计算模块包括：第一计算单元，用于分析该曲线矩形顶管在顶推过程中的受力，包括土压力、水压力、结构自重、摩擦力、侧土压力及地面超载；第二计算单元，根据该隧道参数和该曲线矩形顶管的材料属性，并根据所分析的受力，确定该曲线矩形顶管在顶推过程中所需的顶推力。
9、优选地，根据如下公式，确定该顶推力：f＝[μ(g+ps+pw+p0)+λ(1+μ)×(ps+pw+p0)]×kr。其中，f为该顶推力，ps为该土压力，pw为该水压力，g为该结构自重，p0为该地面超载，μ是土体与隧道结构间的摩擦系数，λ为侧土压力系数，kr为曲线半径影响系数。
10、优选地，根据如下公式，确定该顶推力：f＝[μ(g+ps+pw+p0)+λ(1+μ)×(ps+pw+p0)]×kr×k。其中，f为该顶推力，ps为该土压力，pw为该水压力，g为该结构自重，p0为该地面超载，μ是土体与隧道结构间的摩擦系数，λ为侧土压力系数，kr为曲线半径影响系数，k为设计安全系数，取值范围是1.2～1.5。
11、优选地，该曲线半径影响系数其中，de为隧道等效直径，r为曲线半径，n为根据地质条件确定的指数，对于软土地层，n的取值范围是1/2～1；对于硬土地层，n的取值范围是1/3～1/2；对于岩石地层，n的取值范围是1/5～1/3。
12、本专利技术公开了一种曲线矩形顶管的确定方法及装置，确定方法包括获取隧道参数，该隧道参数包括隧道断面尺寸、曲线半径、地质条件；根据该隧道参数和曲线矩形顶管的材料属性，确定该曲线矩形顶管在顶推过程中所需的顶推力；以及根据所确定的顶推力，确定该曲线矩形顶管。本专利技术能够解决当前顶管隧道设计中曲线路径顶推力计算难的问题，准确地计算顶推力，确保施工安全和效率。
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1.一种曲线矩形顶管的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述隧道参数和曲线矩形顶管的材料属性确定所述曲线矩形顶管在顶推过程中所需的顶推力包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据如下公式，确定所述顶推力：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据如下公式，确定所述顶推力：
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，
6.一种曲线矩形顶管的确定装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，根据所述隧道参数和曲线矩形顶管的材料属性确定所述曲线矩形顶管在顶推过程中所需的顶推力的计算模块包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，根据如下公式，确定所述顶推力：
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，根据如下公式，确定所述顶推力：
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种曲线矩形顶管的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述隧道参数和曲线矩形顶管的材料属性确定所述曲线矩形顶管在顶推过程中所需的顶推力包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据如下公式，确定所述顶推力：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据如下公式，确定所述顶推力：
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：李建林，吴金刚，刘子健，毕强，李玉倩，刘洋，涂正浩，刘明高，陈仁东，周长林，刘翔宇，王超，
申请(专利权)人：北京市市政工程设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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