隧道软硬互层掘进控制方法及相关设备与流程

本说明书涉及隧道施工领域，更具体地说，本申请涉及一种隧道软硬互层掘进控制方法及相关设备。

背景技术：

1、在隧道施工过程中，时常会碰到穿过复杂岩层的不良地质情况，软硬互层岩体是其中尤为常见的一种不良地质。由于软硬互层岩体性质特殊，无法完全掌握其力学性质，在此地质条件下开挖隧道，围岩易失稳坍塌，引发工程事故。如何在施工过程中合理控制施工的工艺参数，成为了保证施工安全的重要因素。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、第一方面，本申请提出一种隧道软硬互层掘进控制方法，上述方法包括：

3、获取待掘进隧道对应目标区域的岩土特征信息；

4、基于上述岩土特征信息确定上述目标区域的地质分层预估信息，其中，上述地质分层预估信息包括地质材料物理属性和地质层厚比；

5、基于上述地质分层预估信息确定上述待掘进隧道在掘进过程中的预设工艺参数，其中，上述预设工艺参数包括预设掘进力和预设掘进速度；

6、基于上述预设工艺参数控制掘进设备的工作状态，其中，上述工作状态包括掘进力和掘进速度。

7、可选的，上述方法还包括：

8、获取掘进设备在掘进过程中的掘进应力变化信息；

9、基于上述掘进应力变化信息和上述预设工艺参数确定第一工艺调整参数；

10、根据上述第一工艺调整参数调整上述掘进设备的工作状态。

11、可选的，上述基于上述掘进应力变化信息和上述预设工艺参数确定第一工艺调整参数，包括：

12、在上述掘进应力变化信息超出预设第一应力变化阈值的情况下，根据上述掘进应力变化信息和上述预设工艺参数确定第一工艺调整参数。

13、可选的，上述方法还包括：

14、根据上述地质分层预估信息构建隧道三维模型；

15、基于开挖截面的实测应力信息作为上述隧道三维模型的输入信息以获取仿真应力信息；

16、在上述仿真应力信息与掘进过程中的实测应力信息的差值超出第二应力变化阈值的情况下，根据上述仿真应力信息和实测应力信息的差值和上述预设工艺参数确定第二工艺调整参数，其中，上述第二应力变化阈值大于上述第一应力变化阈值；

17、根据上述第二工艺调整参数调整上述掘进设备的工作状态。

18、可选的，上述方法还包括：

19、在上述第一工艺调整参数和上述第二工艺调整参数对应的调整时间的时间间隔小于上述第一预设时长的情况下，基于上述第一工艺调整参数和上述第二工艺调整参数的平均值对前一次工艺调整参数进行二次调整。

20、可选的，上述方法还包括：

21、在上述第一工艺调整参数和上述第二工艺调整参数对应的调整时间间隔大于上述第一预设时长且小于第二预设时长的情况下，基于上述第一工艺调整参数和上述第二工艺调整参数的差值和上述时间间隔对前一次工艺调整参数进行二次调整。

22、可选的，上述基于上述第一工艺调整参数和上述第二工艺调整参数的差值和上述时间间隔对前一次工艺调整参数进行二次调整，包括：

23、根据上述时间间隔确定加权系数；

24、基于上述加权系数和上述差值对前一次工艺调整参数进行二次调整。

25、第二方面，本申请还提出一种隧道软硬互层掘进控制装置，包括：

26、获取单元，用户获取待掘进隧道对应目标区域的岩土特征信息；

27、第一确定单元，用于基于上述岩土特征信息确定上述目标区域的地质分层预估信息，其中，上述地质分层预估信息包括地质材料物理属性和地质层厚比；

28、第二确定单元，用于基于上述地质分层预估信息确定上述待掘进隧道在掘进过程中的预设工艺参数，其中，上述预设工艺参数包括预设掘进力和预设掘进速度；

29、控制单元，用于基于上述预设工艺参数控制掘进设备的工作状态，其中，上述工作状态包括掘进力和掘进速度。

30、第三方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一项的隧道软硬互层掘进控制方法的步骤。

31、第四方面，本申请还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面上述任一项的隧道软硬互层掘进控制方法。

32、综上，本申请实施例的隧道软硬互层掘进控制方法包括：获取待掘进隧道对应目标区域的岩土特征信息；基于上述岩土特征信息确定上述目标区域的地质分层预估信息，其中，上述地质分层预估信息包括地质材料物理属性和地质层厚比；基于上述地质分层预估信息确定上述待掘进隧道在掘进过程中的预设工艺参数，其中，上述预设工艺参数包括预设掘进力和预设掘进速度；基于上述预设工艺参数控制掘进设备的工作状态，其中，上述工作状态包括掘进力和掘进速度。申请实施例提供的一种隧道软硬互层掘进控制方法，通过获取待掘进隧道的目标区域的岩土特性，并根据岩土特性确定地质分层预估信息，根据地质分层预估信息确定掘进过程中的预设工艺参数，并根据预设工艺参数控制掘进设备的工作状态，使掘进设备的工作状态与软硬互层的分布特点相对应，提升在软硬互层隧道施工过程中的安全性。

33、本申请提出的隧道软硬互层掘进控制方法，本申请的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种隧道软硬互层掘进控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述掘进应力变化信息和所述预设工艺参数确定第一工艺调整参数，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一工艺调整参数和所述第二工艺调整参数的差值和所述时间间隔对前一次工艺调整参数进行二次调整，包括：

8.一种隧道软硬互层掘进控制装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括：存储器和处理器，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的隧道软硬互层掘进控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的隧道软硬互层掘进控制方法。

技术总结
本申请公开了一种隧道软硬互层掘进控制方法及相关设备。该方法包括：获取待掘进隧道对应目标区域的岩土特征信息；基于上述岩土特征信息确定上述目标区域的地质分层预估信息，其中，上述地质分层预估信息包括地质材料物理属性和地质层厚比；基于上述地质分层预估信息确定上述待掘进隧道在掘进过程中的预设工艺参数，其中，上述预设工艺参数包括预设掘进力和预设掘进速度；基于上述预设工艺参数控制掘进设备的工作状态，其中，上述工作状态包括掘进力和掘进速度。

技术研发人员：高军,汪婧,唐达昆,李勇,许丹,周斌,温晓凯,胡云鹏,薛惠玲,高宇馨,王正一
受保护的技术使用者：中铁十一局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15