(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210862125.X (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 中国电建集团成 都勘测设计 研究院 有限公司 地址 610072 四川省成 都市青羊区浣花北 路1号 (72)发明人 袁上丰　张志川　赵兰　 (74)专利代理 机构 成都虹桥专利事务所(普通 合伙) 51124 专利代理师 罗明理 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 圆形隧洞超挖率和超填 率的计算方法 (57)摘要 本发明公开的是水电工程领域的一种水电 工程概估算编制时圆形隧洞超挖率和超填率的 计算方法。 本发明在对隧洞超挖量、 超填量以及 相关规范规定研究基础上， 提供了一种简便、 合 理、 有效的圆形隧洞超挖率和圆形隧洞直接衬 砌、 喷混凝土后衬砌超填率的计算方法， 给出了 相应计算公式， 在水电工程概估算编制时， 该公 式可用于计算圆形隧洞超挖率以及直接衬砌、 喷 后衬砌隧洞超填率， 解决隧洞开挖单价、 隧洞混 凝土衬砌单价编制不确定性问题， 提高工程投资 编制成果的准确性。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115186354 A 2022.10.14 CN 115186354 A 1.圆形隧洞超挖率和超填 率的计算方法， 其特 征是， 包括以下步骤： a、 取单位长度圆形隧洞进行计算， 隧洞设计开挖半径为R， 利用圆面积公式计算出单位 长度圆形隧洞设计开挖量S设计 开挖＝ π R2； b、 设定径向超挖值为b， 与设计开挖半径相加， 利用圆面积公式计算出超挖后单位长度 圆形隧洞总开挖量S超挖＝ π(R+b)2； c、 将超挖后的总开挖量减设计开挖量S设计开挖得单位长度圆形隧洞超挖量为： π(2bR+b2)， 根据超挖量与设计开挖工程 量的比值， 可 得超挖率： d、 对于开挖后直接进行混凝土衬砌的隧洞， 衬砌厚度为T， 利用圆面积公式计算混凝土 衬砌后的断面面积S衬砌＝π(R‑T)2， 则单位长度圆形隧洞设计衬砌填筑量为S设计开挖‑S衬砌， 等于 π(2RT‑T2)， 而超填 量等于超挖量， 根据超填 量与设计 衬砌填筑量的比值， 可 得超填率： 对于开挖后先喷混凝土后衬砌的隧洞， 喷混凝土厚度为δ， 利用圆面积 公式计算喷混凝 土后的断面面积S喷混凝土＝π(R+b‑δ )2， 则单位长度圆形隧洞喷混凝土量为S超挖‑S喷混凝土， 等于π (2Rδ+2b δ ‑δ2)， 而超填量等于超挖量减喷混凝土量即为π( δ2+2bR+b2‑2Rδ‑0.4δ0， 根据超填 量与设计 衬砌填筑量的比值， 可 得喷混凝 土后超填 率： 2.如权利要求1所述的圆形隧洞超挖率和超填率的计算方法， 其特征是： 径向超挖值b 取值0.2m。 3.如权利要求1所述的圆形隧洞超挖率和超填率的计算方法， 其特征是： 喷混凝土厚度 δ 取值0.08m。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115186354 A 2圆形隧洞超 挖率和超填率的计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及水电工程领域， 尤其涉及一种圆形隧洞超挖率和超填 率的计算方法。 背景技术 [0002]水电工程地下工程较多， 尤其是现在热门的抽 水蓄能电站， 输水系统和厂房一般 均布置在地下， 地下洞室群占工程建设投资的比例较大。 地下洞室开挖时， 受施工技术水平 和地质条件等因素影响， 不可避免的存在 超挖现象。 超挖给工程的安全、 质量、 成本、 进度等 带来不同程度的影响， 主要包括围岩的稳定以及增加投资。 地下洞室一般需进行混凝土衬 砌， 超挖后还会造成衬砌混凝土超填， 增加混凝土衬砌 费用， 对投资影响更大。 较为准确地 确定超挖率和超填 率， 对合理地预测水电工程投资意 义重大。 [0003]规范文件 《水电工程设计工程量计算规定》 规定： 工程量均应按根据建筑物或工程 的设计几何轮廓尺 寸净值进行计算， 不能将超挖量、 超填量计入设计工程量。 但是超挖超填 是不可避免的， 实际处理时一般是将其摊入综合单价中。 而目前规程规范没有对圆形隧洞 超挖率、 超填率计算方法的规定， 造成石 方洞挖单价、 隧洞混凝土衬砌单价编制时的不确定 性问题。 [0004]石方洞挖中的超挖量和隧洞衬砌中的超填量对综合单价影响很大进而直接影响 工程投资， 概估算阶段超挖率、 超填 率的合理计算是我们必须解决的问题。 发明内容 [0005]为克服现有水电工程中没有超挖率、 超填率计算方法， 导致无法进行工程预估等 不足， 本发明所要解决的技 术问题是： 提供一种圆形隧洞超挖率和超填 率的计算方法。 [0006]本发明解决其 技术问题所采用的技 术方案是： [0007]圆形隧洞超挖率和超填 率的计算方法， 包括以下步骤： [0008]a、 取单位长度圆形隧洞进行计算， 隧洞设计开挖半径为R， 利用圆面积公式计算出 单位长度圆形隧洞设计开挖量S设计 开挖＝ π R2； [0009]b、 设定径向超挖值为b， 与设计开挖半径相加， 利用圆面积公式计算出超挖后单位 长度圆形隧洞总开挖量S超挖＝ π(R+b)2； [0010]c、 将超挖后的总开挖量减 设计开挖量S设计开挖得单位长度圆形隧洞超挖量为： π(2bR +b2)， 根据超挖量与设计开挖工程 量的比值， 可 得超挖率： [0011] [0012]d、 对于开挖后直接进行混凝土衬砌的隧洞， 衬砌厚度为T， 利用圆面积公式计算混 凝土衬砌后的断面面积S衬砌＝π(R‑T)2， 则单位长度圆形隧洞设计衬砌填筑量为S设计开挖‑S衬砌， 等于 π(2RT ‑T2)， 而超填 量等于超挖量， 根据超填 量与设计 衬砌填筑量的比值， 可 得超填率： [0013] 说　明　书 1/5 页 3 CN 115186354 A 3