一种隧道光面爆破质量控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种隧道光面爆破质量控制方法，包括以下步骤：1)根据隧道光面爆破质量影响因素获取控制指标；2)获取各影响因素的历史实测数据，并采用神经网络算法对历史实测数据进行训练建立样本模型；3)获取目标断面控制指标，采用所述样本模型对目标断面控制指标进行预测；4)多次调整目标断面控制指标，每次调整后采用所述样本模型对调整后的目标断面控制指标进行预测，并将各次预测结果与步骤3)中获得的预测结果进行比较；5)根据步骤4)的比较结果，采用最优控制方案对各控制指标进行控制。与现有技术相比，本发明具有便于操作、系统化强、实用性强等优点。
【专利说明】-种隧道光面爆破质量控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及隧道光面爆破技术，尤其是涉及一种隧道光面爆破质量控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的快速发展和城市化建设的不断推进，我国建设了大量的公路、铁 路及城市地铁隧道，已成为世界上隧道及地下工程最多、最复杂，发展最快的国家。
[0003] 尽管如此，目前在隧道光面爆破设计与施工方面仍然存在一系列需要解决的问 题；在设计方面，爆破的炮孔设计参数大多仍然按照经验公式和工程经验确定；在施工方 面，施工队伍常常不按照设计图施工而只凭借自己的经验钻孔，随意调整爆破参数。该些问 题经常造成爆破超欠挖，存在巨大的隐患。该不仅直接影响隧道的爆破质量，还影响隧道的 围岩稳定性、初期的支护数量和永久支护的混凝±工程量，增加工程投资。
[0004] 为了解决上述问题，就要对隧道爆破的整个过程进行分析，查找其中的薄弱环节 和关键问题，然后对其薄弱环节进行研究和分析。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种便于操作、系统 化强、实用性强的隧道光面爆破质量控制方法。
[0006] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0007] -种隧道光面爆破质量控制方法，包括W下步骤：
[0008] 1)根据隧道光面爆破质量影响因素获取控制指标；
[0009] 2)获取各影响因素的历史实测数据，并采用神经网络算法对历史实测数据进行训 练建立样本模型；
[0010] 3)获取目标断面控制指标，采用所述样本模型对目标断面控制指标进行预测；
[0011] 4)多次调整目标断面控制指标，每次调整后采用所述样本模型对调整后的目标断 面控制指标进行预测，并将各次预测结果与步骤3)中获得的预测结果进行比较；
[0012] 5)根据步骤4)的比较结果，采用最优控制方案对各控制指标进行控制。
[0013] 所述的步骤1)中，隧道光面爆破质量影响因素包括地质因素、炸药参数、炮孔参 数、爆破工艺和施工质量。
[0014] 所述的步骤1)中，获取控制指标的方法包括专家打分法和层次分析法。
[0015] 所述的步骤2)中，神经网络算法包括BP、ANFIS和ELMAN。
[0016] 所述的步骤2)中，样本模型的输入为控制指标，输出包括炮孔利用率、超挖量、炮 孔痕迹保存率。
[0017] 所述的控制指标包括周边眼间距、最小抵抗线、单孔装药量和炮眼深度。
[0018] 所述的步骤4)中，调整目标断面控制指标具体为：
[0019] 对于周边眼间距、最小抵抗线和炮孔深度，调整范围为：调整0%，或者向上调整 10%、15%、20%，或者向下调整10%、15%、20%;
[0020] 对于单孔装药量，调整范围为：调整0%，或者向上调整1%、2%，或者向下调整 1%、2%。
[0021] 所述的步骤5)中，所述的最优控制方案为样本模型的预测输出与期望输出间的 误差最小的方案。
[0022] 本发明通过光面爆破质量控制方法，为之后的爆破提供改进的依据，W期达到爆 破参数优化、降低造价同时又满足工程施工的目标，对于实际工程具有重要指导意义。与现 有技术相比，本发明采用专家打分法和层次分析法相结合的方法获取控制指标，并采用多 种神经网络算法进行建模，具有便于操作、系统化强、实用性强等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的流程示意图；
[0024] 图2为实施例中专家打分法得到的光面爆破控制指标；
[00巧]图3为实施例中采用的神经网络预测模型示意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例W本发明技术方案 为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。
[0027] 如图1所示，本发明实施例提供一种隧道光面爆破质量控制方法，包括W下步骤：
[0028] 在步骤101中，根据隧道光面爆破质量影响因素获取控制指标。隧道光面爆破质 量影响因素包括地质因素、炸药参数、炮孔参数、爆破工艺和施工质量，如表1所示，具体包 括围岩级别、节理发育程度、地下水影响、岩层层理厚度、泊松比、风化程度、岩体结构类型、 地质构造影响、变形模量、抗压强度、摩擦感度、热感度、撞击感度、爆速、猛度、猛力、能量利 用率、炸药组分、周边眼间距、总炮孔数目、炮孔间距、最小抵抗线、炮孔直径、炮孔深度、布 孔方式、线装药密度、单孔装药量、不禪合系数、堵塞长度、装药结构、起爆顺序、起爆方法、 起爆时差、单位炸药消耗量、外插角误差、开口位置误差、钻孔深度误差、人员素质、测量放 线质量、管理水平、现场管理制度。
[0029] 表1光面爆破质量影响因素集
[0030]
【权利要求】
1. 一种隧道光面爆破质量控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 根据隧道光面爆破质量影响因素获取控制指标； 2) 获取各影响因素的历史实测数据，并采用神经网络算法对历史实测数据进行训练建 立样本模型； 3) 获取目标断面控制指标，采用所述样本模型对目标断面控制指标进行预测； 4) 多次调整目标断面控制指标，每次调整后采用所述样本模型对调整后的目标断面控 制指标进行预测，并将各次预测结果与步骤3)中获得的预测结果进行比较； 5) 根据步骤4)的比较结果，采用最优控制方案对各控制指标进行控制。
2. 根据权利要求1所述的一种隧道光面爆破质量控制方法，其特征在于，所述的步骤 1)中，隧道光面爆破质量影响因素包括地质因素、炸药参数、炮孔参数、爆破工艺和施工质 量。
3. 根据权利要求1所述的一种隧道光面爆破质量控制方法，其特征在于，所述的步骤 1) 中，获取控制指标的方法包括专家打分法和层次分析法。
4. 根据权利要求1所述的一种隧道光面爆破质量控制方法，其特征在于，所述的步骤 2) 中，神经网络算法包括BP、ANFIS和ELMAN。
5. 根据权利要求1所述的一种隧道光面爆破质量控制方法，其特征在于，所述的步骤 2)中，样本模型的输入为控制指标，输出包括炮孔利用率、超挖量、炮孔痕迹保存率。
6. 根据权利要求1-5任一所述的一种隧道光面爆破质量控制方法，其特征在于，所述 的控制指标包括周边眼间距、最小抵抗线、单孔装药量和炮眼深度。
7. 根据权利要求6所述的一种隧道光面爆破质量控制方法，其特征在于，所述的步骤 4) 中，调整目标断面控制指标具体为： 对于周边眼间距、最小抵抗线和炮孔深度，调整范围为：调整〇%，或者向上调整10%、 15%、20%，或者向下调整 10%、15%、20% ; 对于单孔装药量，调整范围为：调整〇%，或者向上调整1%、2%，或者向下调整1%、 2%。
8. 根据权利要求1所述的一种隧道光面爆破质量控制方法，其特征在于，所述的步骤 5) 中，所述的最优控制方案为样本模型的预测输出与期望输出间的误差最小的方案。
【文档编号】G06N3/02GK104390534SQ201410535188
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】王建秀, 周小博, 刘笑天, 邹宝平, 周家宇 申请人:同济大学