CN111255487A - 一种隧道钢架的设计方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种隧道钢架的设计方法、装置、设备和存储介质，其中，所述方法包括：获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息；比较所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果；基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种隧道钢架的设计方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
目前的矿山法隧道主要采用喷锚支护复合式衬砌形式，设置包括锚杆、喷射混凝土、钢架的初期支护体系，然后设置以模筑混凝土为主的二次衬砌。目前钢架主要采用工程类比法设计，对钢架的支护作用也存在较大的争议。一般情况下对于稳定性较差的围岩，在喷射混凝土和锚杆发挥作用前，钢架需要单独承受部分围岩压力，这部分围岩压力的取值没有规定，一般按经验公式的50％，或者采用4m或6m土柱，由于这些方法全凭经验均缺少准确的理论依据，导致目前为止仍无法定量评价隧道初期支护是否需要钢架，钢架的类型以及参数的选取，无法保证安全性与经济性，而目前尚无有效解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种隧道钢架的设计方法、装置、设备和存储介质。
本发明实施例的技术实施例是这样实现的：
本发明实施例提供一种隧道钢架的设计方法，所述方法包括：
获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息；
比较所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果；
基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在上述方案中，所述基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息确定混凝土层的第一安全系数；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
判断所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；
基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在上述方案中，所述基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述第一判断结果表明所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；
在所述第一判断结果表明所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为型钢钢架。
在上述方案中，所述基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的受力形态；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在上述方案中，所述获得混凝土层的受力形态，包括：
根据所述混凝土层的荷载结构模型确定第一截面的弯矩和轴力值；所述第一截面为所述混凝土层中的任一截面；
基于所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的受力形态。
在上述方案中，所述根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述受力形态表征所述混凝土层为小偏心受压状态的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；
在所述受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态的情况下，根据所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的第二安全系数；
判断所述第二安全系数是否大于或等于预设的第二安全系数，获得第二判断结果；
基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在上述方案中，所述基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述第二判断结果表明所述第二安全系数大于或等于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；
在所述第二判断结果表明所述第二安全系数小于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为格栅钢架。
在上述方案中，在确定在所述待建隧道建立过程中需要设置型钢钢架之后，所述方法还包括：
基于所述第一安全系数确定待设置型钢钢架的第一尺寸参数和第一间距参数；
基于所述第一尺寸参数和所述第一间距参数确定所述待设置的型钢钢架与所述混凝土层的第一组合结构；所述第一组合结构为支撑所述围岩的结构；
调整所述第一尺寸参数和所述第一间距参数，使所述第一组合结构的安全系数满足所述预设的第一安全系数。
在上述方案中，在确定在所述待建隧道建立过程中需要设置格栅钢架之后，所述方法还包括：
基于所述第二安全系数确定待设置格栅钢架的第二尺寸参数和第二间距参数；
基于所述第二尺寸参数和所述第二间距参数确定所述待设置的格栅钢架与所述混凝土层的第二组合结构；所述第二组合结构为支撑所述围岩的结构；
调整所述第二尺寸参数和所述第二间距参数，使所述第二组合结构的安全系数满足所述预设的第二安全系数。
本发明实施例提供一种隧道钢架的设计装置，所述装置包括：获得单元、比较单元和确定单元，其中：
所述获得单元，用于获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息；
所述比较单元，用于比较所述获得单元获得的所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果；
所述确定单元，用于基于所述比较单元获得的所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在上述方案中，所述确定单元包括：第一确定子单元和判断子单元，其中：
所述第一确定子单元，用于在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息确定混凝土层的第一安全系数；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
所述判断子单元，用于判断所述第一确定子单元确定的所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；
所述第一确定子单元，还用于基于所述判断子单元获得的所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在上述方案中，所述第一确定子单元，还用于在所述第一判断结果表明所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述第一判断结果表明所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为型钢钢架。
在上述方案中，所述确定单元还包括：获得子单元和第二确定子单元，其中：
所述获得子单元，用于在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的受力形态；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
所述第二确定子单元，用于根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在上述方案中，所述获得子单元，还用于根据所述混凝土层的荷载结构模型确定第一截面的弯矩和轴力值；所述第一截面为所述混凝土层中的任一截面；基于所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的受力形态。
在上述方案中，所述第二确定子单元，还用于在所述受力形态表征所述混凝土层为小偏心受压状态的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态的情况下，根据所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的第二安全系数；判断所述第二安全系数是否大于或等于预设的第二安全系数，获得第二判断结果；基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在上述方案中，所述第二确定子单元，还用于在所述第二判断结果表明所述第二安全系数大于或等于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述第二判断结果表明所述第二安全系数小于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为格栅钢架。
在上述方案中，所述装置还包括第一调整单元，
所述确定单元，还用于基于所述第一安全系数确定待设置型钢钢架的第一尺寸参数和第一间距参数；基于所述第一尺寸参数和所述第一间距参数确定所述待设置的型钢钢架与所述混凝土层的第一组合结构；所述第一组合结构为支撑所述围岩的结构；
所述第一调整单元，用于调整所述第一尺寸参数和所述第一间距参数，使所述第一组合结构的安全系数满足所述预设的第一安全系数。
在上述方案中，所述装置还包括第二调整单元，
所述确定单元，还用于基于所述第二安全系数确定待设置格栅钢架的第二尺寸参数和第二间距参数；基于所述第二尺寸参数和所述第二间距参数确定所述待设置的格栅钢架与所述混凝土层的第二组合结构；所述第二组合结构为支撑所述围岩的结构；
所述第二调整单元，用于调整所述第二尺寸参数和所述第二间距参数，使所述第二组合结构的安全系数满足所述预设的第二安全系数。
本发明实施例提供一种隧道钢架的设计设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述所述方法的任一步骤。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述所述方法的任一步骤。
本发明实施例提供的一种隧道钢架的设计方法、装置、设备和存储介质，其中，包括：获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息；比较所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果；基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。采用本发明实施例的技术方案，通过根比较压力参数信息和强度参数信息，基于比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，以实现定量评价隧道初期支护是否需要钢架，进而确保待建隧道的安全性与经济性。
附图说明
图1为本发明实施例一种隧道钢架的设计方法实现流程示意图；
图2为本发明实施例一种隧道钢架的设计方法中压力曲线和强度曲线的示意图；
图3为本发明实施例一种隧道钢架的设计方法中混凝土层的荷载结构模型的示意图；
图4为本发明实施例隧道钢架的设计装置的组成结构示意图；
图5为本发明实施例中隧道钢架的设计设备的一种硬件实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例提出一种隧道钢架的设计方法，该方法应用于设计设备，该方法所实现的功能可以通过设计设备中的处理器调用程序代码来实现，当然程序代码可以保存在计算机存储介质中，可见，该计算设备至少包括处理器和存储介质。
本实施例提出一种隧道钢架的设计方法，图1为本发明实施例一种隧道钢架的设计方法实现流程示意图，如图1所示，该方法包括：
步骤S101：获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息。
本实施例中，获得围岩对待建隧道的压力参数信息，其中，所述压力参数信息可以包括围岩对待建隧道的压力随时间的变化曲线，可以记为围岩压力-时间曲线，该变化曲线也可以理解为围岩对待建隧道的压力随时间的增长曲线，所述压力参数信息可以根据待建隧道相关的基本信息进行获得，所述基本信息可以包括待建隧道围岩的力学参数，如重度、粘聚力、内摩擦角、弹性抗力系数等；待建隧道的断面形状与埋深；根据所述基本信息可以对待建隧道现场进行测试，以获得不同时间，围岩对待建隧道的压力值，进而获得待建隧道的围岩压力参数信息。
获得向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息；其中，所述强度参数信息可以包括向所述待建隧道喷射混凝土的强度随时间的变化曲线，可以记为喷射混凝土的强度-时间曲线，该变化曲线也可以理解为所述待建隧道喷射混凝土的强度随时间的增长曲线；喷射混凝土是将水泥、砂、石、按一定的比例混合搅拌后，送入混凝土喷射机中，用压缩空气将干拌合料压送到喷头处，在喷头的水环处加水后，高速喷射到围岩表面，起支护作用的一种支护形式和施工方法所述强度参数信息可以通过实验室加载试验获取，也可以在隧道施工现场进行原位加载试验，进而获得向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息。
步骤S102：比较所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果。
本实施例中，比较所述压力参数信息和所述强度参数信息可以为在预设坐标系中，绘出所述压力参数信息中围岩压力-时间曲线和所述强度参数信息中喷射混凝土的强度-时间曲线，基于所述围岩压力-时间曲线和所述喷射混凝土的强度-时间曲线比较在预设时间所述围岩压力的增长速度与所述喷射混凝土的强度的增长速度的大小，以获得所述喷射混凝土的强度的增长速度小于所述围岩压力的增长速度的比较结果，或获得所述喷射混凝土的强度的增长速度大于或等于所述围岩压力的增长速度的比较结果；其中，所述预设坐标系可以为二维坐标系；所述预设时间可以根据实际情况进行确定。
作为一种示例，可以将所述压力参数信息中围岩压力-时间曲线和所述强度参数信息中喷射混凝土的强度-时间曲线进行归一化处理，并将两条经过归一化处理的曲线绘制在同一坐标系中，比较两条曲线增长速度，以获得比较结果。
为了更好的理解，这里示例说明，假设压力参数信息为压力曲线，强度参数信息为强度曲线。图2为本发明实施例一种隧道钢架的设计方法中压力曲线和强度曲线的示意图；如图2所示，横坐标为时间，纵坐标为将压力参数信息和强度参数信息进行归一化处理后的值，1为压力曲线，2为第一强度曲线，即一种强度曲线，3为第二强度曲线，即另一种强度曲线，由图2可知，第一强度曲线的增长速度大于压力曲线的增长速度；第二强度曲线的增长速度小于压力曲线的增长速度，即比较所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果的一种示例。
步骤S103：基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
本实施例中，基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架可以为在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架；以及在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
作为一种示例，在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架可以为在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的安全系数；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；判断所述安全系数是否大于或等于预设的安全系数，获得判断结果；基于所述判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架；其中，基于所述判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架可以为在所述安全系数是小于预设的安全系数的情况下，需要设置钢架；所述预设的安全系数可以为隧道安全设计要求的系数。
作为一种示例，在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架可以为在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的受力形态；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架；其中，根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架可以为在所述受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态的情况下，获得混凝土层的安全系数，判断所述安全系数是否大于或等于预设的安全系数，在所述安全系数小于所述预设的安全系数的情况下，需要设置钢架；所述预设的安全系数可以为隧道安全设计要求的系数。
本发明实施例提供的隧道钢架的设计方法，获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息；比较所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果；基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。采用本发明实施例的技术方案，通过根比较压力参数信息和强度参数信息，基于比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，以实现定量评价隧道初期支护是否需要钢架，进而确保待建隧道的安全性与经济性。
在本发明一种可选实施例中，所述基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息确定混凝土层的第一安全系数；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；判断所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息确定混凝土层的第一安全系数可以为在所述比较结果表明所述喷射混凝土的强度的增长速度小于所述围岩压力的增长速度的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息模拟混凝土层荷载结构模型，根据所述混凝土层的荷载结构模型确定混凝土层的第一安全系数；其中，所述第一安全系数可以为所述混凝土层中混凝土在硬化过程中的安全系数；所述混凝土层荷载结构模型可以为有限元模型，混凝土层可以采用梁单元模拟，结构与地层相互作用可以采用无拉径向弹簧和切向弹簧模拟，梁单元的弹性模量与混凝土的喷射强度有关，一般混凝土的喷射强度越大，梁单元的弹性模量越大，即梁单元的弹性模量与喷射混凝土的强度呈正比。所述喷射混凝土的强度与时间的关系可以体现为喷射混凝土的硬化速度与时间的关系，如果喷射混凝土硬化速度过慢，可能导致施工期间所述第一安全系数无法满足隧道设计要求。
判断所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；其中，所述预设的第一安全系数可以为向隧道喷射混凝土必要时设置钢架需要满足的最低安全系数，也可以理解为隧道安全设计要求的安全系数，所述预设的第一安全系数的值据可以工程重要性、工程地质条件、施工水平等综合确定；作为一种示例，所述预设的第一安全系数可以为1.8-2.0之间的任意值。所述第一判断结果可以为所述第一安全系数大于或等于预设的第一安全系数以及所述第一安全系数是小于预设的第一安全系数。
基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架可以为在所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；以及在所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架。
为了方便理解，这里示例说明，图3为本发明实施例一种隧道钢架的设计方法中混凝土层的荷载结构模型的示意图；如图3所示，11为梁单元，12为径向弹簧，13为切向弹簧，14为荷载分布；其中，所述径向弹簧和所述切向弹簧的刚度与向所述待建隧道喷射混凝土的强度呈正相关，作为一种示例，当向所述待建隧道喷射混凝土的强度达到设计强度时，切向弹簧的刚度取径向无拉弹簧刚度的1/3；所述荷载分布即为围岩压力，一般可以简化为拱部均布压力和水平均布压力，再将所述荷载通过有限元模型分布在梁单元上，根据混凝土层的荷载结构模型便可以获得混凝土层中混凝土在硬化过程中的安全系数，即为所述第一安全系数；以便判断所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在本发明一种可选实施例中，所述基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述第一判断结果表明所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；
在所述第一判断结果表明所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为型钢钢架。
本实施例中，在所述第一判断结果表明所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架可以理解为混凝土层中混凝土在硬化过程中的安全系数大于或等于隧道安全设计要求的安全系数，隧道初期支护不需要钢架，便可以满足隧道安全设计要求。
在所述第一判断结果表明所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为型钢钢架可以理解为混凝土层中混凝土在硬化过程中的安全系数小于隧道安全设计要求的安全系数，无法确保所述待建隧道的安全性，即隧道初期支护需要设置钢架，以提供支撑力发挥先期承载作用，使所述待建隧道的安全系数能满足隧道安全设计要求，确保所述待建隧道的安全性。
所述钢架的类型为型钢钢架主要是由于混凝土层硬化速度过慢，导致所述待建隧道施工期间无法安全系数无法满足隧道安全设计要求，需要设置型钢钢架发挥先期承载作用；而格栅钢架单独承受荷载能力较弱，用于早期承载的作用不明显；因此，所述钢架的类型为型钢钢架。
在本发明一种可选实施例中，所述基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的受力形态；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
本实施例中，所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成可以为在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得喷射的混凝土形成的混凝土层。
在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的受力形态可以为在所述比较结果表明所述喷射混凝土的强度的增长速度大于或等于所述围岩压力的增长速度的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息模拟混凝土层荷载结构模型，根据所述混凝土层的荷载结构模型获得混凝土层的受力形态；其中，所述第一安全系数可以为所述混凝土层中混凝土在硬化过程中的安全系数；所述混凝土层荷载结构模型可以为有限元模型，混凝土层可以采用梁单元模拟，结构与地层相互作用可以采用无拉径向弹簧和切向弹簧模拟，梁单元的弹性模量与混凝土的喷射强度有关，一般混凝土的喷射强度越大，梁单元的弹性模量越大，即梁单元的弹性模量与喷射混凝土的强度呈正相关。
判断所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；其中，所述预设的第一安全系数可以为向隧道喷射混凝土必要时设置钢架需要满足的最低安全系数，也可以理解为隧道安全设计要求的安全系数，所述预设的第一安全系数的值据可以工程重要性、工程地质条件、施工水平等综合确定；作为一种示例，所述预设的第一安全系数可以为1.8-2.0之间的任意值。所述第一判断结果可以为所述第一安全系数大于或等于预设的第一安全系数以及所述第一安全系数是小于预设的第一安全系数。
基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架可以为在所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；以及在所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架。
在本发明一种可选实施例中，所述获得混凝土层的受力形态，包括：根据所述混凝土层的荷载结构模型确定第一截面的弯矩和轴力值；所述第一截面为所述混凝土层中的任一截面；基于所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的受力形态。
本实施例中，所述混凝土层包括多个截面，每个截面均会受到围岩压力的作用，不同的压力会使截面产生不同的弯矩和轴力值，一般压力越大，截面的弯矩和轴力值也就越大。为了更好的描述，这里用第一截面指代所述混凝土层中的任一截面。
基于所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的受力形态可以理解为基于各个截面的弯矩和轴力值确定混凝土层的受力形态；其中，所述受力形态可以包括小偏心受压状态和大偏心受压状态；所述小偏心受压状态可以理解为所述混凝土层各个截面以受压为主；所述大偏心受压状态可以理解为所述混凝土层会出现混凝土局部受拉的情况；根据所述混凝土层各个截面的受力情况便可以确定混凝土层的受力形态。
在本发明一种可选实施例中，所述根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：在所述受力形态表征所述混凝土层为小偏心受压状态的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态的情况下，根据所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的第二安全系数；判断所述第二安全系数是否大于或等于预设的第二安全系数，获得第二判断结果；基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
本实施例中，所述受力形态表征所述混凝土层为小偏心受压状态的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架可以理解为所述混凝土层以受压为主，而混凝土本身就是较好的抗压材料，不需要设置钢架提高混凝土层应对小偏心受压时的承载能力。
在所述受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态的情况下，根据所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的第二安全系数可以理解为所述混凝土层会出现局部受拉的情况，需要根据所述弯矩和所述轴力值根据《铁路隧道设计规范》TB10003-2016中破损阶段法确定混凝土层的第二安全系数；。
判断所述第二安全系数是否大于或等于预设的第二安全系数，获得第二判断结果；其中，所述预设的第二安全系数可以为隧道安全设计要求的安全系数，所述预设的第二安全系数的值据可以工程重要性、工程地质条件、施工水平等综合确定；作为一种示例，所述预设的第二安全系数可以为1.8-2.0之间的任意值。所述第二判断结果可以为所述第二安全系数大于或等于预设的第二安全系数以及所述第二安全系数是小于预设的第二安全系数。
基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架可以为在所述第二安全系数大于或等于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；以及在所述第二安全系数小于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架。
在本发明一种可选实施例中，所述基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：在所述第二判断结果表明所述第二安全系数大于或等于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述第二判断结果表明所述第二安全系数小于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为格栅钢架。
本实施例中，在所述第二判断结果表明所述第二安全系数大于或等于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架可以理解为虽然混凝土层受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态，但混凝土在硬化过程中的安全系数大于或等于隧道安全设计要求的安全系数，混凝土层应对大偏心受压时的承载能力的安全系数满足隧道安全设计要求，不需要设置钢架来提高混凝土层应对大偏心受压时的承载能力。
在所述第二判断结果表明所述第二安全系数小于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架可以理解为混凝土层受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态，但混凝土在硬化过程中的安全系数小于隧道安全设计要求的安全系数，混凝土层应对大偏心受压时的承载能力的安全系数不满足隧道安全设计要求，需要设置钢架来提高混凝土层应对大偏心受压时的承载能力，即在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架，使所述待建隧道的安全系数能满足隧道安全设计要求，确保所述待建隧道的安全性。
所述钢架的类型为格栅钢架主要是由于混凝土层受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态，但混凝土在硬化过程中的安全系数小于隧道安全设计要求的安全系数，混凝土层应对大偏心受压时的承载能力的安全系数不满足隧道安全设计要求，需要设置钢架来提高混凝土层应对大偏心受压时的承载能力；鉴于格栅钢架单独承受荷载能力较弱，用于早期承载的作用不明显，但用于提高混凝土层应对大偏心受压时的承载能力较明显；而型钢钢架发挥先期承载作用较明显，但用于提高混凝土层应对大偏心受压时的承载能力不明显；因此，所述钢架的类型为格栅钢架。
在本发明一种可选实施例中，在确定在所述待建隧道建立过程中需要设置型钢钢架之后，所述方法还包括：基于所述第一安全系数确定待设置型钢钢架的第一尺寸参数和第一间距参数；基于所述第一尺寸参数和所述第一间距参数确定所述待设置的型钢钢架与所述混凝土层的第一组合结构；所述第一组合结构为支撑所述围岩的结构；调整所述第一尺寸参数和所述第一间距参数，使所述第一组合结构的安全系数满足所述预设的第一安全系数。
本实施例中，基于所述第一安全系数确定待设置型钢钢架的第一尺寸参数和第一间距参数；其中，所述第一尺寸参数由待设置型钢钢架的型号决定，不同型号的型钢钢架对应的尺寸参数不同，根据所述第一安全系数确定待设置型钢钢架的型号，根据该型号确定待设置型钢钢架的第一尺寸参数；所述第一间距参数为型钢钢架与型钢钢架之间的距离参数；所述距离参数可以包括型钢钢架与型钢钢架之间的横向距离和纵向距离。
基于所述第一尺寸参数和所述第一间距参数确定所述待设置的型钢钢架与所述混凝土层的第一组合结构；其中，第一组合结构为模拟型钢钢架与混凝土层的荷载结构模型，记为型钢-混凝土组合结构，该荷载结构模型可以为有限元模型，混凝土层可以采用梁单元模拟，该梁单元的刚度采用型钢-混凝土组合结构的刚度。
调整所述第一尺寸参数和所述第一间距参数，使所述第一组合结构的安全系数满足所述预设的第一安全系数可以理解为在型钢钢架与混凝土层的荷载结构模型中调整所述待设置的型钢钢架的型号和型钢钢架与型钢钢架之间的距离，以使型钢钢架与混凝土层的荷载结构模型的安全系数满足隧道安全设计要求的系数。
本实施例中，在确定在所述待建隧道建立过程中需要设置型钢钢架之后，通过调整所述第一尺寸参数和所述第一间距参数，使所述第一组合结构的安全系数满足所述预设的第一安全系数，以实现型钢钢架参数的量化设计。
在本发明一种可选实施例中，在确定在所述待建隧道建立过程中需要设置格栅钢架之后，所述方法还包括：基于所述第二安全系数确定待设置格栅钢架的第二尺寸参数和第二间距参数；基于所述第二尺寸参数和所述第二间距参数确定所述待设置的格栅钢架与所述混凝土层的第二组合结构；所述第二组合结构为支撑所述围岩的结构；调整所述第二尺寸参数和所述第二间距参数，使所述第二组合结构的安全系数满足所述预设的第二安全系数。
本实施例中，基于所述第二安全系数确定待设置格栅钢架的第二尺寸参数和第二间距参数；其中，所述第二尺寸参数由待设置格栅钢架的型号决定，不同型号的格栅钢架对应的尺寸参数不同，根据所述第一安全系数确定待设置格栅钢架的型号，根据该型号确定待设置格栅钢架的第二尺寸参数；所述第二间距参数为格栅钢架与格栅钢架之间的距离参数，所述距离参数可以包括格栅钢架与格栅钢架之间的横向距离和纵向距离。
基于所述第二尺寸参数和所述第二间距参数确定所述待设置的格栅钢架与所述混凝土层的第二组合结构；其中，第二组合结构可以为模拟型格栅钢架与混凝土层的荷载结构模型，记为格栅钢架-混凝土组合结构，该荷载结构模型可以为有限元模型，混凝土层可以采用梁单元模拟，该梁单元的刚度采用格栅钢架-混凝土组合结构的刚度；格栅钢架-混凝土组合结构安全系数检算中将格栅钢架内外侧主筋作为混凝土结构的配外侧配筋。
调整所述第二尺寸参数和所述第二间距参数，使所述第二组合结构的安全系数满足所述预设的第二安全系数可以理解为在格栅钢架与混凝土层的荷载结构模型中调整所述待设置的格栅钢架的型号以及格栅钢架与格栅钢架之间的距离，以使型格栅钢架与混凝土层的荷载结构模型的安全系数满足隧道安全设计要求的系数。
本实施例中，在确定在所述待建隧道建立过程中需要设置格栅钢架之后，通过调整所述第二尺寸参数和所述第二间距参数，使所述第二组合结构的安全系数满足所述预设的第二安全系数，以实现格栅钢架参数的量化设计。
本实施例提出一种隧道钢架的设计装置，图4为本发明实施例隧道钢架的设计装置的组成结构示意图，如图4所示，所述装置200包括：获得单元201、比较单元202和确定单元203，其中：
所述获得单元201，用于获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息。
所述比较单元202，用于比较所述获得单元201获得的所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果。
所述确定单元203，用于基于所述比较单元202获得的所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在其他的实施例中，所述确定单元203包括：第一确定子单元和判断子单元，其中：
所述第一确定子单元，用于在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息确定混凝土层的第一安全系数；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
所述判断子单元，用于判断所述第一确定子单元确定的所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；
所述第一确定子单元，还用于基于所述判断子单元获得的所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在其他的实施例中，所述第一确定子单元，还用于在所述第一判断结果表明所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述第一判断结果表明所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为型钢钢架。
在其他的实施例中，所述确定单元203还包括：获得子单元和第二确定子单元，其中：
所述获得子单元，用于在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的受力形态；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
所述第二确定子单元，用于根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在其他的实施例中，所述获得子单元，还用于根据所述混凝土层的荷载结构模型确定第一截面的弯矩和轴力值；所述第一截面为所述混凝土层中的任一截面；基于所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的受力形态。
在其他的实施例中，所述第二确定子单元，还用于在所述受力形态表征所述混凝土层为小偏心受压状态的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态的情况下，根据所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的第二安全系数；判断所述第二安全系数是否大于或等于预设的第二安全系数，获得第二判断结果；基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
在其他的实施例中，所述第二确定子单元，还用于在所述第二判断结果表明所述第二安全系数大于或等于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述第二判断结果表明所述第二安全系数小于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为格栅钢架。
在其他的实施例中，所述装置200还包括第一调整单元，
所述确定单元203，还用于基于所述第一安全系数确定待设置型钢钢架的第一尺寸参数和第一间距参数；基于所述第一尺寸参数和所述第一间距参数确定所述待设置的型钢钢架与所述混凝土层的第一组合结构；所述第一组合结构为支撑所述围岩的结构；
所述第一调整单元，用于调整所述第一尺寸参数和所述第一间距参数，使所述第一组合结构的安全系数满足所述预设的第一安全系数。
在其他的实施例中，所述装置200还包括第二调整单元，
所述确定单元203，还用于基于所述第二安全系数确定待设置格栅钢架的第二尺寸参数和第二间距参数；基于所述第二尺寸参数和所述第二间距参数确定所述待设置的格栅钢架与所述混凝土层的第二组合结构；所述第二组合结构为支撑所述围岩的结构；
所述第二调整单元，用于调整所述第二尺寸参数和所述第二间距参数，使所述第二组合结构的安全系数满足所述预设的第二安全系数。
以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解。
需要说明的是，本发明实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的一种隧道钢架的设计方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术实施例本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台隧道钢架的设计设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
对应地，本发明实施例提供一种隧道钢架的设计设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例提供的一种隧道钢架的设计方法中的步骤。
对应地，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的一种隧道钢架的设计方法中的步骤。
这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解。
需要说明的是，图5为本发明实施例中隧道钢架的设计设备的一种硬件实体结构示意图，如图5所示，该隧道钢架的设计设备300的硬件实体包括：处理器301和存储器303，可选地，所述隧道钢架的设计设备300还可以包括通信接口302。
可以理解，存储器303可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器303旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器301中，或者由处理器301实现。处理器301可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器301中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器301可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器301可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器303，处理器301读取存储器303中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。
在示例性实施例中，隧道钢架的设计设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable LogicDevice)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或其他电子元件实现，用于执行前述方法。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个观测量，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其他形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例的目的。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明实施例上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术实施例本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台隧道钢架的设计设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明是实例中记载的基于确定卫星观测量质量方法、装置和计算机存储介质只以本发明所述实施例为例，但不仅限于此，只要涉及到该基于确定卫星观测量质量方法、装置和计算机存储介质均在本发明的保护范围。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (20)
1.一种隧道钢架的设计方法，其特征在于，所述方法包括：
获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息；
比较所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果；
基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息确定混凝土层的第一安全系数；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
判断所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；
基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述第一判断结果表明所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；
在所述第一判断结果表明所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为型钢钢架。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的受力形态；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获得混凝土层的受力形态，包括：
根据所述混凝土层的荷载结构模型确定第一截面的弯矩和轴力值；所述第一截面为所述混凝土层中的任一截面；
基于所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的受力形态。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述受力形态表征所述混凝土层为小偏心受压状态的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；
在所述受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态的情况下，根据所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的第二安全系数；
判断所述第二安全系数是否大于或等于预设的第二安全系数，获得第二判断结果；
基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架，包括：
在所述第二判断结果表明所述第二安全系数大于或等于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；
在所述第二判断结果表明所述第二安全系数小于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为格栅钢架。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定在所述待建隧道建立过程中需要设置型钢钢架之后，所述方法还包括：
基于所述第一安全系数确定待设置型钢钢架的第一尺寸参数和第一间距参数；
基于所述第一尺寸参数和所述第一间距参数确定所述待设置的型钢钢架与所述混凝土层的第一组合结构；所述第一组合结构为支撑所述围岩的结构；
调整所述第一尺寸参数和所述第一间距参数，使所述第一组合结构的安全系数满足所述预设的第一安全系数。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在确定在所述待建隧道建立过程中需要设置格栅钢架之后，所述方法还包括：
基于所述第二安全系数确定待设置格栅钢架的第二尺寸参数和第二间距参数；
基于所述第二尺寸参数和所述第二间距参数确定所述待设置的格栅钢架与所述混凝土层的第二组合结构；所述第二组合结构为支撑所述围岩的结构；
调整所述第二尺寸参数和所述第二间距参数，使所述第二组合结构的安全系数满足所述预设的第二安全系数。
10.一种隧道钢架的设计装置，其特征在于，所述装置包括：获得单元、比较单元和确定单元，其中：
所述获得单元，用于获得围岩对待建隧道的压力参数信息以及向所述待建隧道喷射混凝土的强度参数信息；
所述比较单元，用于比较所述获得单元获得的所述压力参数信息和所述强度参数信息，获得比较结果；
所述确定单元，用于基于所述比较单元获得的所述比较结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：第一确定子单元和判断子单元，其中：
所述第一确定子单元，用于在所述比较结果表明所述强度参数信息小于所述压力参数信息的情况下，根据所述强度参数信息和所述压力参数信息确定混凝土层的第一安全系数；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
所述判断子单元，用于判断所述第一确定子单元确定的所述第一安全系数是否大于或等于预设的第一安全系数，获得第一判断结果；
所述第一确定子单元，还用于基于所述判断子单元获得的所述第一判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定子单元，还用于在所述第一判断结果表明所述第一安全系数大于或等于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述第一判断结果表明所述第一安全系数小于所述预设的第一安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为型钢钢架。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定单元还包括：获得子单元和第二确定子单元，其中：
所述获得子单元，用于在所述比较结果表明所述强度参数信息大于或等于所述压力参数信息的情况下，获得混凝土层的受力形态；所述混凝土层由向所述待建隧道喷射的混凝土形成；
所述第二确定子单元，用于根据所述受力形态确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述获得子单元，还用于根据所述混凝土层的荷载结构模型确定第一截面的弯矩和轴力值；所述第一截面为所述混凝土层中的任一截面；基于所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的受力形态。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二确定子单元，还用于在所述受力形态表征所述混凝土层为小偏心受压状态的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述受力形态表征所述混凝土层为大偏心受压状态的情况下，根据所述弯矩和所述轴力值确定所述混凝土层的第二安全系数；判断所述第二安全系数是否大于或等于预设的第二安全系数，获得第二判断结果；基于所述第二判断结果确定在所述待建隧道建立过程中是否需要设置钢架。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第二确定子单元，还用于在所述第二判断结果表明所述第二安全系数大于或等于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中不需要设置钢架；在所述第二判断结果表明所述第二安全系数小于所述预设的第二安全系数的情况下，确定在所述待建隧道建立过程中需要设置钢架；所述钢架的类型为格栅钢架。
17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一调整单元，
所述确定单元，还用于基于所述第一安全系数确定待设置型钢钢架的第一尺寸参数和第一间距参数；基于所述第一尺寸参数和所述第一间距参数确定所述待设置的型钢钢架与所述混凝土层的第一组合结构；所述第一组合结构为支撑所述围岩的结构；
所述第一调整单元，用于调整所述第一尺寸参数和所述第一间距参数，使所述第一组合结构的安全系数满足所述预设的第一安全系数。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二调整单元，
所述确定单元，还用于基于所述第二安全系数确定待设置格栅钢架的第二尺寸参数和第二间距参数；基于所述第二尺寸参数和所述第二间距参数确定所述待设置的格栅钢架与所述混凝土层的第二组合结构；所述第二组合结构为支撑所述围岩的结构；
所述第二调整单元，用于调整所述第二尺寸参数和所述第二间距参数，使所述第二组合结构的安全系数满足所述预设的第二安全系数。
19.一种隧道钢架的设计设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至9任一项所述方法中的步骤。
20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述方法中的步骤。
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