[发明专利]一种用于隧道洞口落石灾害的立体防护设计方法

摘要

本发明提供一种用于隧道洞口落石灾害的立体防护设计方法，包括步骤(1)明确隧道洞口上方帘式防护网、分导网和隧道洞口两侧帘式防护网各结构能量耗散比例原则；步骤(2)确定隧道洞口上方帘式防护网宽度、跨距、纵向初始位置；步骤(3)确定分导网宽度、长度、与洞口关系、横坡、纵坡位置、角度；步骤(4)确定隧道洞口两侧帘式防护网宽度、跨距；步骤(5)确定隧道洞口上方帘式防护网、分导网和隧道洞口两侧帘式防护网的各部件初步选型；步骤(6)确定隧道洞口的柔性棚洞的长度、高度。该技术采用能量匹配的设计原则，使得各个结构的设计更加科学合理，兼顾每一个结构的详细设计，实现对隧道洞口落石的立体防护。

主权项

1.一种用于隧道洞口落石灾害的立体防护设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：明确能量耗散比例关系根据能量匹配原理，明确隧道洞口落石灾害立体防护设计方法各个结构的能量耗散比例关系，即：E_k＝E₁+E₂+E₃+E₄E₁＝γ₁E_k、E₂＝γ₂E_k、E₃＝γ₃E_k、E₄＝γ₄E_kγ₁+γ₂+γ₃+γ₄＝1上式中，E_k是设计防护对应的总能量，根据立体防护工程前期的勘察评估结果确定；E₁是隧道洞口上方帘式防护网(3)总耗能能力；E₂是分导网(4)总耗能能力；E₃是隧道洞口两侧帘式防护网(6)总耗能能力；E₄是隧道洞口直接相连柔性棚洞(5)总耗能能力，γ₁、γ₂、γ₃、γ₄是各结构的耗散比例系数；步骤(2)：确定隧道洞口上方第一帘式防护网(3)宽度、跨距、纵向初始位置根据步骤(1)中第一帘式防护网(3)总耗能能力E₁、隧道洞口上方的山体坡度、隧道洞口大小和线路运行状况，确定隧道洞口上方第一帘式防护网(3)的宽度和跨距；根据山体的岩石特征和风化程度确定隧道洞口上方第一帘式防护网(3)纵向初始位置；步骤(3)：确定分导网(4)宽度、长度、与洞口相对位置关系、横坡、纵坡位置、角度根据步骤(1)中分导网(4)总耗能能力E₂、隧道洞口大小确定分导网(4)的宽度和长度，根据隧道洞口上方的山体坡度、隧道洞口防护对象、步骤(2)中隧道洞口上方第一帘式防护网(3)特征确定分导网(4)的与洞口相对位置关系、横坡、纵坡位置、角度；步骤(4)：确定隧道洞口两侧第二帘式防护网(6)宽度、跨距根据步骤(1)中第二帘式防护网(6)总耗能能力E₃、步骤(3)中确定的分导网(4)特征、线路状况、隧道洞口两侧的防护对象确定防护网宽度、跨距；步骤(5)：确定隧道洞口柔性棚洞(5)的长度、高度根据步骤(1)中棚洞(5)总耗能能力E₄，确定柔性棚洞的构件规格，根据步骤(3)设计的分导网(4)特征、隧道洞口山体坡度、隧道洞口两侧防护对象确定柔性棚洞(5)长度，根据隧道洞口高度和车辆通行要求确定柔性棚洞(5)的高度；其中：第一帘式防护网(3)设置在隧道洞口(1)上方坡面有危岩落石特征和风化严重区域，用于收集、限制落石(2)的轨迹和减速；分导网(4)设置在帘式防护网(3)与隧道洞口(1)之间；柔性棚洞(5)设置在隧道洞口(1)顶部，用于保护既有结构和线路运营安全；第二帘式防护网(6)设置在隧道洞口(1)两侧，用于限制落石(2)轨迹和收集落石(2)。