[发明专利]一种盾构施工数据的挖掘方法和系统

说明书

本发明公开一种盾构施工数据的挖掘方法和系统，包括：提供根据地质钻孔数据和隧道埋深获取盾构机穿越土层的类别；从所述地质钻孔数据获取地质参数，计算每种类别土层的面积占比，依据所述面积占比对所述地质参数进行加权；收集盾构机穿越钻孔位置处的掘进参数并预处理；拟合预处理后的所述掘进参数和所述地质参数，获得掘进参数和地质参数关系式；基于所述关系式和待掘进区域地质参数预测盾构掘进参数。本发明将盾构掘进参数与地质参数结合起来，获得盾构掘进参数与地质参数之间的关系，能够通过盾构机掘进断面的地质参数预测出待掘进区域的适宜掘进参数，为盾构施工提供一定参考。

技术领域

本发明涉及盾构隧道领域，具体地，涉及一种盾构施工数据的挖掘方法

背景技术

随着我国基础设施建设的不断发展，盾构隧道施工方法被广泛用于地下空间的建设，而盾构施工过程会产生大量的施工数据。在如今大数据时代，如何从盾构施工大数据中挖掘出对盾构机智能化发展有用的数据是隧道施工领域的重点。当前盾构施工决策过于依靠工程师的经验判别，而从大量盾构施工数据中提炼出潜藏的关键信息可为盾构施工的决策提供指导，在一定程度上能够克服经验指导施工造成的主观性。盾构施工数据挖掘方法对盾构隧道建设发展起到至关重要的作用，有必要提出一种盾构施工数据的挖掘方法。

针对现有技术文献检索发现，申请号为：202110183343.6，申请公开号为：CN112963160A，专利名称为：一种用盾构实时掘进参数来识别确定地层特性的方法，该方法主要对盾构机导出的掘进参数进行挖掘，未将盾构掘进参数与地质参数结合起来挖掘，且现有的盾构施工数据挖掘考虑地质因素较少，因而难以从多个盾构施工数据中直观反映盾构掘进参数与质参数之间的关系。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种盾构施工数据的挖掘方法和系统。

根据本发明的一个方面，提供一种盾构施工数据的挖掘方法，包括：

根据地质钻孔数据和隧道埋深获取盾构机穿越土层的类别；

从所述地质钻孔数据获取地质参数，计算每种类别的土层的面积占比，依据所述面积占比对所述地质参数进行加权；

收集盾构机穿越钻孔位置处的掘进参数并预处理；

拟合预处理后的所述掘进参数和所述地质参数，获得掘进参数和地质参数关系式；

基于所述掘进参数和地质参数关系式与待掘进区域地质参数预测盾构掘进参数。

优选地，所述地质钻孔数据包括每种地层类型的厚度和地质参数，所述地质参数包括内摩擦角黏聚力c、含水率w；

所述隧道埋深为隧道顶部与钻孔勘测时的地面之间的垂直距离；

所述盾构穿越土层是指隧道掘进断面顶部至断面底部所对应的土层，具体的为钻孔深度从隧道埋深处至向下一个盾构直径范围内的勘测土层。

优选地，所述面积占比的计算方式为：

式中，α_i表示第i种土层占掘进断面面积的比例；A_i表示第i种土层的面积；A表示盾构掘进断面的面积；D表示盾构掘进断面的直径。

优选地，对盾构穿越断面的地质参数进行加权的方法为：

式中，P表示加权后的地质参数；I表示盾构掘进断面由I种土层组成；α_i表示第i种土层占掘进断面面积的比例；P_i表示第i种土层的地质参数。

优选地，所述掘进参数包括盾构推力和刀盘扭矩。

优选地，所述预处理选用三倍标准差降噪处理，其公式为：