(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 202210863699.9 (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 张志川　袁上丰　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) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 城门洞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 工程城门洞形隧洞超挖率和超填率的计算方法。 本发明在对城门洞形隧洞超挖量、 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、 有效的城门洞形隧洞超挖率和城门洞形隧洞直 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。 特别是计算直接衬砌、 喷后 衬砌隧洞超填率时， 通过将衬砌厚度相反数负 值、 径向超挖值减喷混凝土厚度值代入编辑好的 超挖率计算公式中， 可以大大减少工程量， 提高 效率。 在水电工程造价预测分析阶段， 该方法可 用于计算城门洞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2页 说明书7页 附图2页 CN 115238354 A 2022.10.25 CN 115238354 A 1.城门洞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、 取单位长度城门洞形隧洞进行计算， 单位长度城门洞形隧洞设计开挖工程量S设计开挖 用顶拱圆弧面积、 倒三角形面积、 矩形面积组合计算得 出， 用设计开挖底宽a表示 为： b、 当径向超挖值 为b时， 其超挖后底宽为： l＝a+2b， 超挖后顶拱圆弧半径 r为设计开挖圆弧半径加向外扩挖b得到， 即： 超挖后顶拱圆弧圆心角为： 圆心距矩形顶点的距离为： 超挖后直 边墙高为： 由圆心角 θ和半径 r可求出顶拱圆弧面积： 由超挖后底宽l和圆心 距矩形顶点高h1可求出倒三角形面积： 由超挖后底宽l和超挖后直 边墙高h2可求出矩形面积： S矩 形＝lh2， 将以上三个面积组合计算便可求出超挖后城门洞形隧洞总开挖量 为： 单位长度城门洞型隧洞超挖量为S超挖‑S设计开挖， 则超挖率为 具体用设计开挖 底宽a和径向超挖值b表示如下： c、 隧洞开挖后直接衬砌时， 推算混凝土衬砌后的断面面积S衬砌与前述超挖后断面面积 S超挖方法相同， 实际计算时， 只需将 衬砌厚度的相反数负值b ′替换掉b代入公 式计算即可， 根 据前述方法， 单位长度城门洞型隧洞衬砌量为S设计开挖‑S衬砌， 而超填量等于超挖量即为S超挖‑权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115238354 A 2S设计开挖， 则超填率为 具体用设计开挖底宽a、 径向超挖值b和混凝土衬砌厚度相 反数负值b ′表示如下： 其中l′＝a+2b′， 若先喷混凝土再衬砌， 设喷混凝土厚度为δ， 推算喷混凝土后的断面面积S喷混凝土与前述 超挖后断面面积S超挖方法相同， 实际计算时， 只需将径向超挖值b减喷混凝土厚度 δ后的值b ″ 代入公式计算即可， 根据前述方法， 单位长度城门洞型隧洞衬砌量为S设计开挖‑S衬砌， 单位长度 城门洞型 喷混凝土量为S超挖‑S喷混凝土， 超填量等于超挖量减喷混凝土量即为S喷混凝土‑S设计开挖， 则 超填率为 具体用设计开挖底宽a、 径向超挖值b和b ″表示如下： 其中l″＝a+2b″， b″＝b‑δ。 2.如权利要求1所述的城门洞形隧洞超挖率和超填率的计算方法， 其特征是： 所述径向 超挖值b取值0.2m。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115238354 A 3