[发明专利]一种隧道开挖及支护参数的智能选择及优化方法、系统

说明书

本发明公开了一种隧道开挖及支护参数的智能选择及优化方法、系统。该方法包括：施工前根据地质数据进行施工前围岩判识，基于围岩判识结果确定初次开挖及支护参数；然后基于初次开挖及支护参数施工，结合施工过程中采集的地质数据进行实时围岩判识；将当前围岩判识结果与前一次围岩判识结果进行比较，根据比较结果对开挖及支护参数进行优化。根据本发明的方法及系统，可以对隧道施工的开挖及支护参数进行优化，从而避免隧道施工过程中不必要的人力物力消耗，保证隧道施工结果更精确地满足设计标准，避免隧道建成后出现变形失稳的情况。

技术领域

本发明涉及隧道设计工程领域，具体涉及一种隧道开挖及支护参数的智能选择及优化方法、系统。

背景技术

在隧道工程领域，每条隧道都有其对应的设计标准，例如隧道边界、隧道稳固程度等。隧道施工的最终目标就是构造能够达到设计标准的隧道。

在现有技术环境下，进行隧道工程，通常是在施工前根据对施工环境的勘探结果以及隧道的设计标准设计制定的开挖及支护参数，在施工时根据制定好的开挖及支护参数进行施工。但是，由于地质环境的复杂性，施工前期的勘探结果可能存在很多的错漏，在参数设计时所依照的地质勘探参数不足，地质勘探分析结果并不准确，施工过程中始终依照最初制定的开挖及支护参数并不能完全符合设计标准。

由于隧道施工工程量大，施工时间长，其所需投入的人力物力十分巨大。对于超出设计标准的隧道，其施工过程必然产生了大量的不必要的人力物力消耗。而对于未达到设计标准的隧道，在施工的末尾必然需要对其进行整修，考虑到隧道施工的特殊性，对已完工的隧道进行整修操作不但会消耗大量的人力物力，还可能为隧道安全稳定性留下隐患。

发明内容

为了尽可能的避免隧道施工过程中不必要的人力物力消耗，保证隧道施工结果满足设计标准，避免隧道建成后出现变形失稳的情况，本发明提供了一种开挖及支护参数优化方法。

本发明在施工前进行围岩判识，根据围岩判识结果智能选择用于施工的初次开挖及支护参数；在施工过程中，累积采集现场的地质数据并结合采集的地质数据进行实时围岩判识，进而对隧道施工的开挖及支护参数进行优化。接下来对具体的技术方案进行说明。

本发明提供的隧道开挖及支护参数智能选择及优化方法包括：

步骤S1、在施工前根据地质数据进行施工前围岩判识，基于围岩判识结果选择初次开挖及支护参数；

步骤S2、基于所述初次开挖及支护参数施工，在施工过程中采集现场的地质数据，并结合采集的地质数据进行实时围岩判识；

步骤S3、将最新的围岩判识结果与前一次围岩判识结果进行比较，根据比较结果对开挖及支护参数进行优化。

优选地，在一实施例中，施工前进行围岩判识或施工中进行实时围岩判识的过程，包括：

利用随钻测量技术对即将开挖的围岩进行超前地质预报，获取所述围岩的钻进记录数据；

对获取的所述钻进记录数据进行分析，确定围岩判识结果。

进一步地，对获取的所述钻进记录数据进行分析，确定围岩判识结果的过程，包括：

根据获取的随钻推进速度、随钻冲击压力、随钻冲击压力、随钻回转压力、随钻水压力、随钻水流量及分别设定的至少两个阈值确定围岩的地质参数等级；

对围岩的所述地质参数等级进行归一化处理确定围岩判识结果。

优选地，在一实施例中，所述步骤S1中的基于围岩判识结果选择初次开挖及支护参数的过程，包括：

将获取的围岩判识结果输入预设的初始参数设计库中，自主选择与所述围岩判识结果匹配的初次开挖及支护参数；