本发明涉及隧道施工进度建设技术领域，具体是一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法及编制方法。
背景技术：
目前横道图和网络图是项目施工进度计划管理中常用的两种技术手段。横道图包含要素为工作内容、工程量、资源配置和时间横线，分依次施工、平行施工、流水施工，能够较全面地显示工程施工的计划安排。但是，横道图也有局限性，不能反映各工程项目的逻辑关系，只能体现先后顺序，同时体现不出工期与施工地点关系，体现不出工程数量分布情况，找不到机动时间，不能进行优化比较。网络图计划技术首先应用网络图形来表达一项计划中各项工作的开展顺序及其相互间的关系，然后通过计算找出计划中的关键工作及关键线路，从而通过不断地优化网络计划，寻求最优方案，并付实施，最后在执行过程中进行有效的控制和监督，分为双代号网络计划、单代号网络计划、双代号时标网络计划和单代号搭接网络计划。网络图优点明确，它逻辑关系明确、可以找到各工作自由时间，同时可以进行优化比较和使用软件进行优化调整。但是，网络图直观性较差，不能有效反映各工作从时间部位上逻辑关系，不能体现项目整体工作资源投入情况，并且编制和应用专业性太强，仅适用于水平较高的技术和管理层人员。
在隧道工程项目的形象进度与资源配置计划的表达上，横道图和网络图都不够逼真和直观。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法及编制方法，编制的隧道工程进度斜率图能够准确计算施工工期，并且直观性好，能较好体现隧道施工中各工作的工作量情况，反映项目整体资源投入情况、工期与施工位置的逻辑关系，还可以反映各工序间的逻辑关系、施工进度等。
一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法，包括以下步骤：
s1根据实际日期、隧道长度设置直角坐标系；
s2根据隧道上对应的围岩类别划分区域；
s3根据隧道施工划分的工作面，设置工作面的数量和每一工作面对应的隧道上区域；
s4根据每一工作面的开始时间，自动生成隧道工程进度斜率图；
s5根据所述工程进度斜率图，得到总的施工工期、每一工作面的施工工期。
优选的，所述步骤s1包括：在直角坐标系中，将x轴设置为实际日期，将y轴设置为距洞口长度。
优选的，所述步骤s2包括：在y轴上设置对应的围岩类别；根据y轴上的围岩类别划分多个区域，区域内线段的的线段斜率的值为对应的围岩类别下施工的工效；其中，在单位时间完成一定线路长度的工程量，形成线段斜率，正的线段斜率代表正向施工，负的线段斜率代表反向施工。
优选的，所述步骤s3包括：设置线条的数量以及每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值，每一条线条对应一个工作面；其中，线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值分别代表对应工作面的开始位置和结束位置。
优选的，所述步骤s4包括：设置每一条线条的起点x轴坐标值，并根据每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值以及线段斜率，生成隧道工程进度斜率图；其中，线条的起点x轴坐标值、终点x轴坐标值分别代表对应工作面的开始时间和结束时间。
优选的，所述步骤s5包括：所述隧道工程进度斜率图中，所有线条的终点x轴坐标值最大值为总的施工工期时间节点，线条的终点x轴坐标值与起点x轴坐标值的差值为对应工作面的施工工期，所有线条的终点x轴坐标值最大值与所有线条的起点x轴坐标值最小值的差值为总施工工期。
一种隧道工程进度斜率图的编制方法，包括以下步骤：
建立直角坐标系，x轴代表时间，y轴代表距洞口长度；
在y轴上设置对应的围岩类别；根据y轴上的围岩类别划分多个区域，区域内线段的的线段斜率的值为对应的围岩类别下施工的工效；其中，在单位时间完成一定线路长度的工程量，形成线段斜率，正的线段斜率代表正向施工，负的线段斜率代表反向施工；
设置线条的数量以及每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值，每一条线条对应一个工作面；其中，线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值分别代表对应工作面的开始位置和结束位置；
设置每一条线条的起点x轴坐标值，并根据每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值以及线段斜率，生成隧道工程进度斜率图；其中，线条的起点x轴坐标值、终点x轴坐标值分别代表对应工作面的开始时间和结束时间。
优选的，所有线条的终点x轴坐标值最大值为总的施工工期时间节点。
优选的，线条的终点x轴坐标值与起点x轴坐标值的差值为对应工作面的施工工期。
优选的，所有线条的终点x轴坐标值最大值与所有线条的起点x轴坐标值最小值的差值为总施工工期。
优选的，所有线条的起点y轴坐标值或者终点y轴坐标值的最大值为总的施工长度。
优选的，存在多个工作任务时，用形状和/或颜色不同的线条代表不同工作任务的工作面。
优选的，所述围岩类别包括ⅱ级围岩，ⅲ级围岩，ⅳ级围岩，ⅴ级围岩。
优选的，采用钻爆法施工时，所述ⅱ级围岩的月度工效为200米每月，所述ⅲ级围岩的月度工效为130米每月，所述ⅳ级围岩的月度工效为90米每月，所述ⅴ级围岩的月度工效为50米每月。
优选的，采用tbm施工时，所述ⅱ级围岩的月度工效为400米每月，所述ⅲ级围岩的月度工效为450米每月，所述ⅳ级围岩的月度工效为400米每月，所述ⅴ级围岩的月度工效为150米每月。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、在隧道工期进度计算方面，使用隧道工程进度斜率图能够快速、准确计算任意工作面及总的施工工期，快速查询各个时间节点。
2、在施工计划安排上，能够准确反映资源投入情况，逻辑关系清晰，可以使施工人员快速理解计划编制意图和施工要点，有利于机械设备、材料和人员的合理调配。
3、在进度计划管理方面，实际施工进度与计划在同一张表中对应表示，实时查询进度计划偏差，及时采取措施，对施工计划进行纠偏。
附图说明：
图1为本发明的方法流程图。
图2为本实施例的三洞方案断面示意图。
图3为本实施例的隧道工程进度斜率图示意图。
图中标记：1-左洞，2-中导洞，3-右洞。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本实施例的隧道全长22.035km，为特长高速公路隧道，设计为左右主洞中间设置中导洞的三洞结构，采用主洞钻爆法 中导洞tbm掘进法施工，借助中导洞2超前主洞来开辟左右横通道提供施工工作面辅助主洞施工，加快隧道施工进度。我项目从隧道出口端向中间独头掘进施工，施工段落为左洞zk86 822.5～zk97 820，长度10997.5m；右洞yk86 882.5～yk97 860，长度10977.5m；中导洞右洞pk75 865～pk97 842，长度21977m。主洞(左洞1、右洞3)采用钻爆法施工，中导洞2初始段200m采用钻爆法施工，其余均采用tbm施工。隧道约700-800m设计一处车行横洞，计划将每处车行横道作为辅助横通道，辅助主洞施工。三洞示意图如图2所示。
如图1，采用一种隧道工程进度斜率图的编制方法，来编制本实施例的隧道工程进度斜率图，并利用隧道工程进度斜率图预测工期，包括以下步骤：
建立直角坐标系，x轴代表时间以月为单位，横轴依次显示每年3-12月，横轴零点定为拟定开工日期2020年3月；y轴代表距洞口长度，以km为单位，纵轴零点定为洞口处进尺--0km。考虑本实施例的隧道左洞1、中导洞2、右洞3桩号里程相差不大，为了简化进度计划，使隧道工程进度斜率图更加形象直观，假定左右洞同时施工，使用左洞代表项目整体施工进度计划，即具有两个工作任务(左洞工作任务和中导洞工作任务)，用形状和/或颜色不同的两种线条分别代表左洞工作任务的工作面和中导洞工作任务的工作面。
在y轴上设置对应的围岩类别，包括ⅱ级围岩，ⅲ级围岩，ⅳ级围岩，ⅴ级围岩。根据y轴上的围岩类别划分多个区域，区域内线段的的线段斜率的值为对应的围岩类别下施工的工效；其中，在单位时间完成一定线路长度的工程量，形成线段斜率，正的线段斜率代表正向施工，负的线段斜率代表反向施工，斜率的绝对值越大功效越高。采用钻爆法施工时，所述ⅱ级围岩的月度工效为200米每月，所述ⅲ级围岩的月度工效为130米每月，所述ⅳ级围岩的月度工效为90米每月，所述ⅴ级围岩的月度工效为50米每月。采用tbm施工时，所述ⅱ级围岩的月度工效为400米每月，所述ⅲ级围岩的月度工效为450米每月，所述ⅳ级围岩的月度工效为400米每月，所述ⅴ级围岩的月度工效为150米每月。
本实施例隧道洞口位于高寒地区，其具有气候严寒、日夜温差大等特点，每年的4月中旬至10月中旬日平均温度在5°以上，因此正常情况下每年的有效施工时间仅仅6个月；拌和站、钢筋加工厂等临建工程设置保温、保暖配套设施，可实现4个月的冬季施工，由原来的每年6个月的有效施工时间延长为10个月，即每年1、2月份冬休，3-12月为有效施工期。施工时分别使用第16#-21#、24#-29#车行横洞作为施工横洞。考虑横洞施工与主洞施工准备1个月时间完成，安排一个施工班组提前施做车行横洞及扩挖工作。横通道开辟后主洞进行平行流水作业施工，主洞工作面从进洞的2个逐步增加，高峰期的6个。施工横洞与中导洞横向布置，施工中考虑中导洞tbm连续皮带机布设位置和tbm整机长度影响，使用冷开方式或者静态爆破施工，为保证所排工期计划的合理性，通过横洞开辟主洞工作面位置距离tbm机尾部最小距离为200m，以满足施工的最小安全距离。计划2020年3月开始主洞和中导洞口段钻爆法施工，2020年7月前完成tbm洞外组装调试工作并到达掘进始发位置开始tbm掘进。根据钻爆法各级围岩施工工效，由于洞口段695m围岩较差，暂不考虑中导洞钻爆法进度超前的情况(视为主洞和中导进度相同)。依据物探显示，在中导洞pk95 400段--对应左洞桩号zk93 400段左右存在断层破碎带1处，f7断层破碎带岩体破碎、裂隙发育，围岩等级为v级，长度约160m。结合天山胜利隧道地质条件、施工方法等综合因素，按最不利条件考虑，tbm停机，采用迂回导洞的钻爆法处理方案，tbm机通过断层破碎带综合指标按6个月考虑。
基于上述考虑，设置线条的数量以及每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值，每一条线条对应一个工作面；其中，线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值分别代表对应工作面的开始位置和结束位置；相邻工作面的两条线条，其中一条线条的起点或终点的y轴坐标值必然等于另一线条的起点或终点的y轴坐标值，代表此段贯通。
设置每一条线条的起点x轴坐标值，并根据每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值以及线段斜率，生成隧道工程进度斜率图；其中，线条的起点x轴坐标值、终点x轴坐标值分别代表对应工作面的开始时间和结束时间。
本实施例生成的隧道工程进度斜率图如图3所示。其中，所有线条的终点x轴坐标值最大值为总的施工工期时间节点。线条的终点x轴坐标值与起点x轴坐标值的差值为对应工作面的施工工期。所有线条的终点x轴坐标值最大值与所有线条的起点x轴坐标值最小值的差值为总施工工期。所有线条的起点y轴坐标值或者终点y轴坐标值的最大值为总的施工长度。可以看出：按当前施工进度计划，有效施工时间55.5个月，持续施工时间5.5年；主洞工作面为对应横通道位置，依次增加工作面，上一工作面结束转入下一工作面施工中，以此类推，2021年12月1日后主洞进入6个工作面平行施工阶段，需要配备6套施工机械设备、6套施工班组各循环3次、4次。由于隧道内围岩地质条件和综合条件的动态变化，工程进度斜率图也要做相应的动态变化，使得工程进度计划能够及时准确的反应和指导现场施工。通过调整线条斜率(工效)、增减线条数量长度(资源配置)、调整线条相对横向位置关系(进出场时间)可以动态调整施工进度计划，进行施工计划优化。依据工程进度斜率图，可以进行相应的施工用电、隧道施工通风等复杂的辅助措施设计和验算。
以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1根据实际日期、隧道长度设置直角坐标系；
s2根据隧道上对应的围岩类别划分区域；
s3根据隧道施工划分的工作面，设置工作面的数量和每一工作面对应的隧道上区域；
s4根据每一工作面的开始时间，自动生成隧道工程进度斜率图；
s5根据所述工程进度斜率图，得到总的施工工期、每一工作面的施工工期。
2.根据权利要求1所述的一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法，其特征在于，所述步骤s1包括：在直角坐标系中，将x轴设置为实际日期，将y轴设置为距洞口长度。
3.根据权利要求2所述的一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法，其特征在于，所述步骤s2包括：在y轴上设置对应的围岩类别；根据y轴上的围岩类别划分多个区域，区域内线段的的线段斜率的值为对应的围岩类别下施工的工效；其中，在单位时间完成一定线路长度的工程量，形成线段斜率，正的线段斜率代表正向施工，负的线段斜率代表反向施工。
4.根据权利要求3所述的一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法，其特征在于，所述步骤s3包括：设置线条的数量以及每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值，每一条线条对应一个工作面；其中，线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值分别代表对应工作面的开始位置和结束位置。
5.根据权利要求4所述的一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法，其特征在于，所述步骤s4包括：设置每一条线条的起点x轴坐标值，并根据每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值以及线段斜率，生成隧道工程进度斜率图；其中，线条的起点x轴坐标值、终点x轴坐标值分别代表对应工作面的开始时间和结束时间。
6.根据权利要求5所述的一种基于隧道工程进度斜率图的工期预测方法，其特征在于，所述步骤s5包括：所述隧道工程进度斜率图中，所有线条的终点x轴坐标值最大值为总的施工工期时间节点，线条的终点x轴坐标值与起点x轴坐标值的差值为对应工作面的施工工期，所有线条的终点x轴坐标值最大值与所有线条的起点x轴坐标值最小值的差值为总施工工期。
7.一种隧道工程进度斜率图的编制方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立直角坐标系，x轴代表时间，y轴代表距洞口长度；
在y轴上设置对应的围岩类别；根据y轴上的围岩类别划分多个区域，区域内线段的的线段斜率的值为对应的围岩类别下施工的工效；其中，在单位时间完成一定线路长度的工程量，形成线段斜率，正的线段斜率代表正向施工，负的线段斜率代表反向施工；
设置线条的数量以及每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值，每一条线条对应一个工作面；其中，线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值分别代表对应工作面的开始位置和结束位置；
设置每一条线条的起点x轴坐标值，并根据每一条线条的起点y轴坐标值和终点y轴坐标值以及线段斜率，生成隧道工程进度斜率图；其中，线条的起点x轴坐标值、终点x轴坐标值分别代表对应工作面的开始时间和结束时间。
8.根据权利要求1所述的一种隧道工程进度斜率图的编制方法，其特征在于：所有线条的终点x轴坐标值最大值为总的施工工期时间节点；所有线条的终点x轴坐标值最大值与所有线条的起点x轴坐标值最小值的差值为总施工工期；所有线条的起点y轴坐标值或者终点y轴坐标值的最大值为总的施工长度。
9.根据权利要求1所述的一种隧道工程进度斜率图的编制方法，其特征在于：线条的终点x轴坐标值与起点x轴坐标值的差值为对应工作面的施工工期。
10.根据权利要求1所述的一种隧道工程进度斜率图的编制方法，其特征在于：存在多个工作任务时，用形状和/或颜色不同的线条代表不同工作任务的工作面。
技术总结