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[发明专利]一种隧道掌子面稳定性监测方法及系统-CN202211519322.8在审
发明人：刘洪亮;杨光宇;周宗青;姜新波;成帅;范宏运;刘洋;邹浩;王心宇 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明涉及岩土工程灾害监测技术领域，提供了一种隧道掌子面稳定性监测方法及系统，包括：获取包含掌子面区域的图片；基于获取的图片，识别并提取出掌子面的结构面，得到掌子面结构面分布情况，并根据掌子面结构面分布情况进行块体的识别；根据掌子面结构面分布情况及块体识别结果对掌子面进行区域划分，并根据掌子面区域划分设定多普勒激光雷达测振系统监测点密度，以使多普勒激光雷达测振系统基于监测点密度获取监测点的掌子面的位移和速度；对于每个监测点，基于掌子面的位移和速度，计算掌子面的固有振动频率，并融合掌子面的速度与固有振动频率，预测隧道掌子面稳定性。有效提高了掌子面稳定性判识速度与精度，为隧道工程安全建设保驾护航。
一种隧道掌子面稳定性监测方法系统

[发明专利]特大涌水土洞斜井开挖施工工艺-CN201010178711.X无效
发明人：吴高见;杨玉银;任俊友;梁涛;蒋斌 -专利权人：中国水利水电第五工程局有限公司
申请日： 2010-05-20 - 公布日： 2010-09-29 - 主分类号： E21D9/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种特大涌水土洞斜井开挖施工工艺，将土洞斜井掌子面分为上半圆掌子面和下部掌子面，下部掌子面又分为中槽掌子面、两侧边墙掌子面，分部分块进行施工。有效解决了在土洞斜井施工过程中，地下水对开挖施工面的影响，使地下水主要集中于中槽掌子面底部，上半圆掌子面和两侧边墙掌子面开挖工作在无水的状态下进行，保证了土洞斜井开挖顺利完成。
特大水土斜井开挖施工工艺

[发明专利]隧道掌子面岩体质量评价系统和方法-CN202210249933.9在审
发明人：许建述;杨修;龚秋明;黄流;黄蒲乐;杨瑞坤;米拉;卿光辉;李荣飞;杜晓虎;刘永强;邱海峰;郝刚 -专利权人：新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局;北京工业大学;北京玖瑞科技有限公司
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： E21F17/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种隧道掌子面岩体质量评价系统和方法。该系统包括：图像采集模块，用于随着隧道掘进机的刀盘旋转，采集刀盘旋转过程中，不同旋转角度下的掌子面图像，以及获取在采集各掌子面图像时所述图像采集模块的姿态信息，并将各所述掌子面图像和所述姿态信息发送至图像处理模块；所述图像处理模块，用于基于接收到的各所述掌子面图像和所述姿态信息，得到完整掌子面图像，并基于所述完整掌子面图像，提取掌子面岩体信息，根据掌子面岩体信息，对掌子面的岩体质量进行分级评价，得到评级结果。如此以实现高效评价隧道掌子面岩体质量的效果。
隧道掌子面岩体质评价系统方法

[发明专利]山岭隧道钻爆法施工掌子面稳定性分级方法-CN201910466542.0有效
发明人：王志坚;王明年;杨友元;王毅东;金强国;李双将;姚萌;童建军;刘大刚;赵思光;张霄;王志龙;李家旺;夏鹏曦;罗晓雷 -专利权人：中国铁路总公司;武九铁路客运专线湖北有限责任公司;西南交通大学
申请日： 2019-05-31 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： E21F17/00 文献下载
摘要：本申请提供了一种山岭隧道钻爆法施工掌子面稳定性分级方法，属于隧道工程领域。该山岭隧道钻爆法施工掌子面稳定分级方法包括构建样本库，该样本库包括钻进参数以及对应位置的掌子面稳定性级别；基于神经网络构建掌子面稳定性分级模型，将样本库代入所述掌子面稳定性分级模型进行训练；向训练后的掌子面稳定性分级模型输入钻进参数获得对应位置的掌子面稳定性级别该山岭隧道钻爆法施工掌子面稳定分级方法利用神经网络技术构建掌子面稳定性分级模型，根据钻进过程中产生的钻进参数自动进行掌子面稳定性级别的判定，可以有效减少掌子面施工人员的投入，降低掌子面稳定性的分.级评价过程中潜在风险
山岭隧道钻爆法施工掌子面稳定性分级方法

[发明专利]钻爆法隧道掌子面炮孔图像的炮孔目标检测方法及装置-CN202211411906.3在审
发明人：童建军;钱坤;方黎洋;王明年;郭建;程海兵;刘琛;甘东东;万润聪;罗丽菊;向露露 -专利权人：西南交通大学;成都金隧自动化工程有限责任公司
申请日： 2022-11-11 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G06V20/52 文献下载
摘要：本发明属于隧道工程领域，具体涉及钻爆法隧道掌子面炮孔图像的炮孔目标检测方法及装置。具体技术方案为：根据钻孔后掌子面图像数据库，构建隧道钻孔后掌子面区域识别模型和隧道掌子面炮孔目标检测模型；先利用隧道钻孔后掌子面区域识别模型识别掌子面区域，再将所识别结果应用在隧道掌子面炮孔目标检测模型上，从而智能识别在掌子面区域内的炮孔。该方法减少了隧道掌子面区域以外的物体对炮孔识别的影响，提高了掌子面炮孔识别结果的准确率，同时与采用人工对掌子面炮孔进行计数的方法相比，该方法大大降低了工人工作量。
钻爆法隧道掌子面炮孔图像目标检测方法装置

[发明专利]一种非接触式隧道掌子面围岩含水量检测方法及系统-CN202211282400.7在审
发明人：李术才;贺迎春;李轶惠;李珊;马瑞阳;向航;潘东东;林鹏;许振浩 -专利权人：山东大学
申请日： 2022-10-19 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： G01N21/25 文献下载
摘要：本公开属于隧道施工技术领域，具体涉及一种非接触式隧道掌子面围岩含水量检测方法及系统，包括：获取待检测隧道掌子面围岩的光谱信息和图像信息；对所获取的图像信息进行出水状况的识别判断，得到掌子面围岩的出水类型；根据所得到的掌子面围岩的出水类型，选择掌子面围岩控制点；对所获取的待检测隧道掌子面围岩的光谱信息和图像信息进行融合，得到掌子面围岩的图像光谱矩阵；根据所得到掌子面围岩的图像光谱矩阵完成隧道掌子面围岩的含水量检测
一种接触隧道掌子面围岩含水量检测方法系统

[发明专利]一种盾构隧道掌子面软硬分类及开挖风险分级方法-CN202210840685.5在审
发明人：丁文其;王秋实;赵志坚;彭启辉;刘厚朴;高星;王成东;袁海林;郭海玉;傅泽新 -专利权人：同济大学;中铁南方投资集团有限公司
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G06Q10/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种盾构隧道掌子面软硬分类及开挖风险分级方法，该方法包括以下步骤：1)根据盾构区间的钻孔数据，采用克里金插值法构建数字化掌子面地层，并输出掌子面地层分布图像；2)根据数字化掌子面地层的分布，对掌子面地层进行软硬分类，并根据软硬分类结果输出掌子面软硬概化图像；3)根据数字化掌子面地层的分布和软硬分类结果计算掌子面软硬特征参数并计算地层风险指标，结合标注掌子面开挖风险分级数据集，采用朴素贝叶斯算法对掌子面进行风险分级预测
一种盾构隧道掌子面软硬分类开挖风险分级方法

[发明专利]一种基于掌子面三维变形监测的隧道稳定性判释方法-CN202110366110.X在审
发明人：张俊儒;颜志坚;敬雅文;蒋曼琳;刘家明;燕波 -专利权人：西南交通大学;中铁四局集团有限公司
申请日： 2021-04-06 - 公布日： 2021-07-06 - 主分类号： G01B21/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于掌子面三维变形监测的隧道稳定性判释方法，具体为：隧道开挖前，进行超前地质预报，对掌子面前方围岩稳定性作出初步判断；隧道开挖后，结合开挖揭露的掌子面状态进行掌子面地质素描，对掌子面围岩进行分级；隧道支护后，对掌子面上一开挖循环距离内的拱顶沉降量及水平收敛量进行实时监测，同时利用测斜仪对超前掌子面固定距离钻设的地表钻孔进行掌子面前方挤出位移监测，测得掌子面前方围岩的挤出变形，实现隧道掌子面变形的三维监测；通过测点位移变化率、测点位移变化量和掌子面挤出变形三个变形指标判断掌子面的稳定性。本发明可从多角度、全方位评价全断面法开挖隧道掌子面的稳定性。
一种基于掌子面三维变形监测隧道稳定性方法

[发明专利]一种长距离高瓦斯隧道施工用通风方法-CN201710286570.5有效
发明人：马栋;张存兴;周明;闫肃;李永刚;何佩军;姚四海;陈胜旺 -专利权人：中铁十六局集团第四工程有限公司;中铁十六局集团有限公司
申请日： 2017-04-27 - 公布日： 2019-02-19 - 主分类号： E21F1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种长距离高瓦斯隧道施工用通风方法，包括以下步骤：S1在正洞洞口处设置第一风管，在平行导洞洞口处设置第二风管；S2第三风管延伸至超前正洞掌子面供风；S3正洞掌子面由第一风管供风，平行导洞掌子面由第二风管供风，第三风管延伸至超前正洞掌子面供风；S4正洞掌子面由第一风管供风，平行导洞掌子面由第二风管供风，超前正洞掌子面由第三风管供风，第四风管延伸至超前正洞掌子面供风；S5平行导洞掌子面由第二风管供风，超前正洞掌子面由第四风管供风，第三风管延伸至正洞掌子面供风；S6正洞掌子面由第三风管经供风，第四风管延伸超前正洞掌子面供风。
一种长距离瓦斯隧道施工通风方法

[发明专利]一种全智能凿岩台车虚拟掌子面定位方法及装置-CN202110123939.7有效
发明人：李永丰;李小祥;袁煜豪 -专利权人：江西鑫通机械制造有限公司
申请日： 2021-01-29 - 公布日： 2022-05-20 - 主分类号： G01C15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种掌子面的定位方法，包括以下步骤：确定虚拟掌子面前要获取当前凿岩台车原点的坐标；若，已知掌子面的里程，根据隧道信息，可将该里程直接输入系统，计算掌子面的坐标系，完成掌子面定位。若，掌子面的里程信息未知；则根据臂架传感器的信息获取凿岩台车臂架末端的大地坐标；根据凿岩台车臂架末端的大地坐标信息，解析掌子面里程，基于解析获得的掌子面里程，将该里程直接输入系统，计算掌子面的坐标系，完成掌子面定位该方法能够高效确定掌子面，提高后续的施工效率和施工安全。
一种智能凿岩台车虚拟掌子面定位方法装置

[发明专利]掌子面喷射混凝土支护设计方法-CN201910382153.X在审
发明人：王志坚;王明年;杨友元;王毅东;金强国;李双将;张宵;刘大刚 -专利权人：中国铁路总公司;武九铁路客运专线湖北有限责任公司;西南交通大学
申请日： 2019-05-09 - 公布日： 2019-08-30 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明提供了一种掌子面喷射混凝土支护设计方法，属于隧道工程领域。该掌子面喷射混凝土支护设计方法中，考虑了机械化全断面工法下掌子面破坏模式，及掌子面喷射混凝土的受力、变形特征，采用极限平衡法推导了喷射混凝土加固下的掌子面稳定系数计算公式，实现了隧道掌子面喷射混凝土定量化设计
喷射混凝土支护喷射混凝土喷射混凝土加固隧道工程极限平衡法隧道掌子面变形特征计算公式稳定系数定量化全断面推导工法受力机械化

[发明专利]一种硬质岩层隧道非爆破开挖施工方法-CN201811563821.0在审
发明人：赵玉印;尚友磊;熊志富;姚泽善;龚文川 -专利权人：中铁二局集团有限公司;中铁二局第四工程有限公司
申请日： 2018-12-20 - 公布日： 2019-04-26 - 主分类号： E21D9/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种硬质岩层隧道非爆破开挖施工方法，包括以下步骤：A将隧道掌子面划分为上掌子面和下掌子面，在上掌子面和下掌子面的分界线上沿隧道纵向钻取若干个钻孔一，所有钻孔一形成临空面；B在上掌子面沿隧道纵向钻取若干个钻孔二，并由靠近临空面的钻孔二开始逐步劈裂剥离上掌子面的岩石，掘进上掌子面，形成上台阶；C在上台阶底面沿隧道竖向钻取若干个钻孔三，并由靠近下掌子面的钻孔三开始逐步劈裂剥离下掌子面的岩石，完成全掌子面的开挖掘进采用该施工方法，利用岩石的脆性，钻孔劈裂岩石，极大提升了施工效率，该方法由点到面逐层剥离，操作灵活、简单便捷，效果良好，施工投入小，节约成本。
钻孔岩石劈裂钻取非爆破开挖施工剥离隧道纵向硬质岩层上台阶掘进隧道脆性隧道掌子面施工效率分界线临空面底面临空竖向施工开挖节约灵活

[发明专利]一种高原地区隧道掌子面智能供氧系统-CN202110377007.5在审
发明人：胡小川;廖满平;丁学正;熊峰;苏国韶;蒋剑青;黄求明;官敏权;韩鹏飞 -专利权人：中建二局土木工程集团有限公司
申请日： 2021-04-08 - 公布日： 2021-06-08 - 主分类号： E21F1/00 文献下载
摘要：本发明涉及制氧供氧的技术领域，特别是涉及一种高原地区隧道掌子面智能供氧系统，包括：制氧模块，安装于隧洞掌子面附近，用于提纯空气中的氧气；控制模块，用于控制流入隧道掌子面和储氧模块中的氧气量；储氧模块，用于储存制氧模块提纯的氧气，并可为隧道掌子面供氧；隧道掌子面供氧模块，用于释放氧气、监测掌子面氧气含量、控制制氧模块流入隧道掌子面的氧气量、控制储氧模块流入隧道掌子面的氧气量。
一种高原地区隧道掌子面智能供氧系统

[实用新型]一种高原地区隧道掌子面智能供氧系统-CN202120716571.0有效
发明人：胡小川;廖满平;丁学正;熊峰;苏国韶;蒋剑青;黄求明;官敏权;韩鹏飞 -专利权人：中建二局土木工程集团有限公司
申请日： 2021-04-08 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： E21F1/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及制氧供氧的技术领域，特别是涉及一种高原地区隧道掌子面智能供氧系统，包括：制氧模块，安装于隧洞掌子面附近，用于提纯空气中的氧气；控制模块，用于控制流入隧道掌子面和储氧模块中的氧气量；储氧模块，用于储存制氧模块提纯的氧气，并可为隧道掌子面供氧；隧道掌子面供氧模块，用于释放氧气、监测掌子面氧气含量、控制制氧模块流入隧道掌子面的氧气量、控制储氧模块流入隧道掌子面的氧气量。
一种高原地区隧道掌子面智能供氧系统

[发明专利]一种隧道掌子面支护加固参数设计方法-CN201810523420.6有效
发明人：安永林;欧阳鹏博;岳健;胡文轩 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2018-05-28 - 公布日： 2019-07-02 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道掌子面支护加固参数设计方法。本发明方法主要包括如下步骤：(1)根据隧道埋深、开挖尺寸等参数，确定隧道埋深、开挖尺寸、破坏范围之间的几何关系；(2)依据能量守恒原理，求得掌子面围岩压力；(3)根据剪切滑移法，求得掌子面支护的抗力，如喷层抗力(4)对比掌子面围岩压力以及掌子面支护抗力，可以判断支护加固是否安全；并进一步优化掌子面支护加固设计参数。本发明为判断隧道掌子面支护加固参数的安全性提供了计算方法，改变了目前隧道掌子面支护加固的设计长期依赖于经验的现状，实现了隧道掌子面支护加固参数的定量化设计。
支护加固隧道掌子面抗力参数设计围岩压力支护埋深开挖能量守恒原理隧道安全性提供几何关系剪切滑移设计参数定量化锚杆喷层优化安全

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