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[发明专利]一种安全岩柱厚度上下限范围确定方法-CN202111333437.3在审
发明人：郎志军;高新强;樊浩博;董北毅;郭鹏;郜现磊;李国琛;黄林超;朱永全;孔超;朱正国 -专利权人：中国建筑第七工程局有限公司;石家庄铁道大学
申请日： 2021-11-11 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： G01B21/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种安全岩柱厚度上下限范围确定方法，包括：S1，确定安全岩柱厚度上限：隧道开挖过程中，沿掌子面向溶洞推进方向，掌子面围岩塑性区逐渐靠近溶洞周围塑性区，当掌子面围岩塑性区与溶洞周围塑性区贯通时，将此时的安全岩柱厚度确定为上限；S2，确定安全岩柱厚度下限：隧道掌子面距前方溶洞越近，掌子面沿隧道方向位移逐渐增大，当此位移发生较大突变时，将此时掌子面的位置作为最小安全岩柱的临界面，此平面到溶洞的距离即为安全岩柱厚度的下限本发明提供的安全岩柱厚度上下限范围确定方法可有效确定安全岩柱上下限范围，且理论性强，实用性高，实施方便，可为岩溶隧道施工安全及岩溶治理提供技术支持。
一种安全厚度下限范围确定方法

[发明专利]基于综合参数的隧道开挖围岩动态细化分级方法-CN201210195163.0有效
发明人：叶英;王晓亮 -专利权人：北京市市政工程研究院
申请日： 2012-06-14 - 公布日： 2012-10-17 - 主分类号： G01V11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于综合参数的隧道开挖围岩动态细化分级方法，包括分析隧道前期勘察设计资料，初步判断隧道围岩分级，对开挖掌子面围岩进行综合参数超前地质预报探测，并根据预报结果修正掌子面及前方的围岩分级；对掌子面开挖围岩进行地质编录观察并进行弹性波速测试，根据观察资料及弹性波速测试数据进一步修正掌子面的围岩分级；最后结合施工各步序进行监控量测，再根据监控量测数据修正获得的所述掌子面的围岩分级，完成围岩细化分级的一个循环。通过勘察设计资料分析确定围岩分级基础上，再综合运用综合参数超前地质预报、掌子面围岩综合探测以及现场监测数据分析对施工阶段围隧道围岩进行动态综合细化分级，使得围岩分级更加细化、精确。
基于综合参数隧道开挖围岩动态细化分级方法

[发明专利]一种基于毫米波雷达的隧道掌子面坍塌预警系统及方法-CN202210800101.1在审
发明人：熊春发;姜洪亮;杨庭伟;卢超波;潘隆武;邓忠富;邓长庆;任少博;张芮铭;申少华;陀楚明;黄慧;宁晓斌;杨仕恒;冉孟坤 -专利权人：广西交科集团有限公司
申请日： 2022-07-06 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于毫米波雷达的隧道掌子面坍塌预警系统，属于隧道施工预警技术领域，包括位于隧道掌子面附近的数据采集及报警系统、设置于隧道内及隧道洞口的数据传输系统以及设置于隧道外远程的监控平台；本发明通过毫米波雷达进行微震振幅历时信号采集将微震振幅历时曲线划分为若干段，将每段微震振幅历时曲线转换为微震振幅‑频率曲线形式，由每段微震振幅‑频率曲线得到每段时间内的微震主频，通过微震主频随时间的衰减幅度与预设的频率衰减幅度区间进行比较，实现对隧道掌子面坍塌的及时预警，本发明效率高，实施便捷，成本低，且不会干扰施工，能有效保障隧道掌子面施工安全。
一种基于毫米波雷达隧道掌子面坍塌预警系统方法

[发明专利]隧道开挖中掌子面反压处置的施工方法-CN201010019551.4无效
发明人：杨红军;李刚;雷鸣;徐一鸣;曾志 -专利权人：广东省长大公路工程有限公司
申请日： 2010-01-21 - 公布日： 2010-07-07 - 主分类号： E21D11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于地质为全风化或强风化围岩，且掌子面出现涌水或涌泥较大，使掌子面难以自稳情况下所采用的隧道开挖中掌子面反压处置的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：A、选用洞渣在紧靠掌子面的位置堆砌成一堵墙，当掌子面的涌泥较大时，在堆砌的洞渣中加入片块石；B、在堆砌的墙面喷射混凝土，形成帷幕；C、在堆砌的墙面上设多个导水管和注浆管；D、采用水泥及水玻璃的混合浆液通过注浆管对堆砌的墙体进行注浆。由于在挖好的隧道进行加固处理的期间，可有效防止因掌子面被水掏空，从而避免掌子面形成较大的空洞，该方法不仅提高了隧道开挖的施工质量，而且还提高了施工进度。
隧道开挖中掌子面反压处置施工方法

[发明专利]基于掌子面稳定的隧道预留核心土尺寸确定方法-CN202310403557.9在审
发明人：安永林;周鲁云;刘文娟;李生辉;郭晋东;谭格宇 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于掌子面稳定的隧道预留核心土尺寸确定方法，它主要包括如下步骤：(1)根据围岩条件、隧道埋深、隧道尺寸、开挖尺寸，确定隧道掌子面破坏体顶部的竖向压力；(2)计算在一定预留核心土高度下掌子面安全系数本发明可以评估不同尺寸预留核心土下的掌子面稳定性；并可根据允许的安全系数，来确定预留核心土的高度以及对应的预留核心土长度，解决了隧道施工中合理预留核心土尺寸确定难的问题，有利于设计与施工单位从理论上对预留核心土进行优化设计本发明的方法可以应用于存在采用预留核心土施工的采矿巷道、水工隧洞、地铁等隧道与地下工程施工时的掌子面稳定性分析，并为合理核心土尺寸确定提供理论方法参考，有利于隧道施工安全。
基于掌子面稳定隧道预留核心尺寸确定方法

[发明专利]一种降低深埋隧道穿越断层区域岩爆风险的开挖方法-CN201410017042.6有效
发明人：冯夏庭;赵周能;刘国锋;丰光亮;肖亚勋 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2014-01-13 - 公布日： 2014-04-16 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种降低深埋隧道穿越断层区域岩爆风险的开挖方法，分别在同一深埋隧道的两个相向掘进掌子面后方均分别布置三排传感器，监测和采集岩石微破裂过程发出的微震波信号；以深埋隧道里程桩号和测量基准点为基础，测量每个传感器安装位置的空间坐标；识别和提取岩石微破裂过程发出的微震波信号得到微震事件的微破裂位置；分析微震事件空间分布规律；根据断层产状判断上盘掌子面和下盘掌子面。本发明能够有效地降低或避免隧道掌子面穿越断层时所引发的岩爆灾害，确保隧道施工安全，加快工程施工进度。
一种降低隧道穿越断层区域风险开挖方法

[发明专利]一种基于红外探测的岩溶隧道掌子面突水预报方法-CN202111243172.8在审
发明人：张庆明;刁吉;张印;黄锋;陈勇;李春阳;童小东 -专利权人：重庆交通建设（集团）有限责任公司;重庆交通大学;重庆建工集团股份有限公司
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： G01J5/48 文献下载
摘要：本发明涉及岩土及地下工程中的隧道工程技术领域，具体涉及一种基于红外探测的岩溶隧道掌子面突水预报方法，其包括如下步骤：步骤一、通过红外辐射探测装置在隧道内部对掌子面进行实时监测，并生成红外辐射监测数据；步骤二、通过红外辐射系统对所述红外辐射监测数据进行分析，获得隧道开挖过程中掌子面突水时空规律；步骤三、根据所述突水时空规律揭示隧道开挖时溶洞在施工影响和岩溶水压双重作用下的突水机制；步骤四、采用红外技术建立无接触监测系统，收集掌子面红外辐射图像数据；步骤五、并采用MATLAB对所述红外辐射图像数据进行分析。本发明利用红外辐射系统清晰反映了掌子面突水时空规律，从而在施工过程中进行突水、涌泥等灾害的预报和预防。
一种基于红外探测岩溶隧道掌子面突水预报方法

[发明专利]一种富水隧道中袖阀管注浆快速止水方法-CN202111367255.8有效
发明人：高雪冬 -专利权人：中铁建大桥工程局集团第六工程有限公司;中国铁建大桥工程局集团有限公司
申请日： 2021-11-18 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： E21D11/38 文献下载
摘要：一种富水隧道中袖阀管注浆快速止水方法,包括施工前预加固作业、封闭掌子面、测量放样、钻孔作业、浇注套壳料、安装袖阀管、止浆固管、配置注浆液、注浆等步骤，通过合理的注浆液配置，以及标准的施工参数，能够实现隧道掌子面的快速止水，有效改善掌子面工况，保证隧道安全、高效、快速的施工。
一种隧道中袖阀管注浆快速止水方法

[发明专利]隧道掘进用防岩爆掌子面结构及防岩爆隧道掘进方法-CN201310337665.7有效
发明人：陈洪凯;董平;廖云平 -专利权人：重庆地质矿产研究院
申请日： 2013-08-06 - 公布日： 2013-11-27 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：一种隧道掘进用防岩爆掌子面结构，包括隧道掘进过程中用于爆破、挖掘作业的掌子面，其改进在于：所述掌子面表面形状为球面或椭球面与地面相截所形成的异形面。本发明的有益技术效果是：可有效降低岩爆灾害发生的概率，提高隧洞抵御岩爆灾害的能力；同时，由掌子面所形成的有效自由临空面面积较大，可有效提高爆炸效果，减轻对围岩的扰动损伤，提高施工效率。
隧道掘进用防岩爆掌子面结构防岩爆方法

[发明专利]基于像素差异网络模型掌子面结构面信息提取方法及装置-CN202211263664.8在审
发明人：王明年;桂登斌;童建军;李泽星;赵思光;易文豪;程海兵;罗丽菊;刘琛 -专利权人：西南交通大学;中国国家铁路集团有限公司
申请日： 2022-10-16 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： G06V10/82 文献下载
摘要：本申请提供了一种基于像素差异网络模型掌子面结构面信息提取方法及装置，属于隧道工程领域。根据标准化采集方法采集掌子面图像数据然后经筛选和裁剪处理后运用特征标注对掌子面节理特征进行标注形成数据库，再结合数据库采用像素差异网络边缘检测模型架构建立掌子面节理识别模型，对掌子面照片使用识别模型提取掌子面节理信息，根据掌子面完整程度评价指标，结合模型识别结果，提出提取单位面积结构面条数、结构面组数以及结构面平均间距的像素计算方法，实现了掌子面结构面信息的提取。解决了采集样本质量极易受到粉尘和昏暗的光照环境影响，导致识别准确率不高，难以满足隧道机械化智能化建造需求的问题。
基于像素差异网络模型掌子面结构信息提取方法装置

[发明专利]一种防岩爆隧道施工平台-CN202010936470.4在审
发明人：朱汉华;陈立平;应国刚 -专利权人：宁波朗达工程科技有限公司
申请日： 2020-09-08 - 公布日： 2020-11-27 - 主分类号： E21D19/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种防岩爆隧道施工平台，包括防护罩、作业平台以及掌子面护板，防护罩用于隧道环向防护；掌子面护板用于前方防护；作业平台用于施工作业、且位于防护罩下方，作业平台一端为连接端，连接端突出于防护罩的一端；掌子面护板与作业平台的连接端连接，掌子面护板上设有孔洞。本发明提供的一种防岩爆隧道施工平台，通过防护罩和掌子面护板的配合对施工作业空间形成一个较为完整的保护层，避免施工人员在作业过程中因岩爆而发生伤亡事件，有效保证施工人员安全。炮眼打孔机可以穿过孔洞进行作业，隔着掌子面护板完成炮眼以及炸药的安装。作业平台在掌子面护板与防护罩之间，留有一定长度操作空间，方便初期支护的施做。
一种防岩爆隧道施工平台

[实用新型]三维隧道地震超前探测系统-CN201621014091.5有效
发明人：化希瑞;刘铁;刘铁华;曹哲明;刘剑;林昀;崔德海;赵晓博;陈世刚 -专利权人：中铁第四勘察设计院集团有限公司
申请日： 2016-08-31 - 公布日： 2017-10-27 - 主分类号： G01V1/20 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种三维隧道地震超前探测系统，其特征在于它包括布置于隧道掌子面边缘均匀布置多个激发点；布置于掌子面中心的1个激发点；均匀布置于隧道掌子面边缘与中心位置的中点轨迹线上的多个接收点；各激发点与接收点与数字地震仪电连接本实用新型的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种三维隧道地震超前探测系统，有效获取掌子面前方的三维地震反射波数据，并通过数据处理达到分析掌子面前方地质异常的目的。
三维隧道地震超前探测系统

[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。优化了通风效率，解决了隧道通风的问题，加强了运输能力，提高了施工效率。
一种长距离瓦斯隧道施工通风方法

[发明专利]一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法-CN202210070933.2在审
发明人：仇文革;段东亚;刘洋 -专利权人：成都未来智隧科技有限公司
申请日： 2022-01-21 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： E21D9/10 文献下载
摘要：一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法，包括如下步骤，将螺旋自进锚杆钻入掌子面以稳定掌子面；利用与螺旋自进锚杆连接的掘进刀盘掘进岩土，且螺旋自进锚杆随掘进刀盘一起在掘进方向上前进。随着螺旋自进锚杆和掘进刀盘的钻进，螺旋自进锚杆实现了掌子面的超前支护，掘进刀盘实现了掌子面开挖，从而实现了隧道掌子面开挖支护一体化，保证了施工安全，软弱围岩中实现隧道全断面开挖，加快了施工进度；旋挖过程中，螺旋自进锚杆随掘进刀盘的掘进一起钻进，螺旋自进锚杆无需在隧道掘进过程中拆除，可重复使用，从而节约了投入，降低了施工成本。
一种维持隧道掌子面稳定开挖支护一体化施工方法

[发明专利]一种判断不同富水程度和饱水时间下掌子面稳定性的方法-CN201810524235.9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： 2019-10-01 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种判断不同富水程度和饱水时间下掌子面稳定性的方法。本发明方法主要包括如下步骤：对隧道掌子面处的围岩做室内试验，获取各富水程度以及饱水时间下的强度参数，并对围岩强度与富水程度以及饱水时间关系进行拟合；根据隧道埋深、开挖尺寸等参数，确定隧道埋深、开挖尺寸与破坏范围之间的几何关系；依据能量守恒原理，求得支护力表达式；然后结合强度折减法对围岩参数进行折减，使得支护力为零，则此时的折减系数即为掌子面稳定性系数；进一步可以得到不同富水程度以及饱水时间下掌子面稳定性系数。本发明为判断富水隧道掌子面稳定性提供了计算方法，据此可以评估不同富水程度下以及不同饱水时间下掌子面的安全性。
饱水围岩隧道掌子面稳定性系数支护力埋深开挖能量守恒原理隧道几何关系强度参数时间关系室内试验减法拟合评估

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