[發明專利]一種雙模隧道掘進機施工掘進參數選擇方法

有效

• 申請號: 202110248670.5
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112796768B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 李宏波;周建軍;張兵;王利明;翟乾智;趙海雷;楊延棟;秦銀平;任穎瑩;陳瑞祥;潘東江;王凱
• 申請（專利權）人: 盾構及掘進技術國家重點實驗室;中鐵隧道局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/087;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 邊延松

本發明公開了一種雙模隧道掘進機施工掘進參數選擇方法，依次包括如下步驟：S1：獲取雙模隧道掘進機前N環掘進參數；S2：對前N環掘進異常參數數據清洗；S3：以掘進環為單位計算前N環中每環掘進參量的分布統計量；S4：將前N環中每環計算的掘進參量分布統計量組合為關鍵參量判定數組；S5：對關鍵參量判定數組分別計算正態分布和經驗分布的置信區間；S6：通過正態分布和經驗分布判定得出第N+1環掘進參數控制選擇范圍；第N+1環掘進完成后，獲取前N+1環掘進參數再次數據輸入重復步驟S1～S6，獲取第N+2環掘進參數控制選擇范圍，獲得后續各掘進環掘進控制參數。本發明可為隧道掘進機每個掘進環里程掘進參數控制提供最佳范圍，保障了隧道精細化掘進控制。

技術領域

本發明涉及隧道施工領域，具體涉及一種雙模隧道掘進機施工掘進參數選擇方法。

背景技術

傳統上隧道掘進機施工中掘進操作參數的選擇依賴于司機經驗控制，根據地質的變化實時的控制掘進參數的變化以使得掘進機不斷推進。一旦遭遇地層變化或復雜地質條件，操作人員的判斷如果不及時沒有做出掘進方案和控制參數的有效調整，則有可能會造成掘進不平穩、坍塌、卡機等施工事故，更為嚴重時甚至可能會有機毀人亡的災難性后果，造成重大經濟損失。在各類隧道掘進機中雙模隧道掘進機由于具有不同的掘進模式，在設計選型之初就決定著其應用的隧道區間地層頻繁變化，不同地層交互出現，掘進環境的復雜性、不確定性等客觀因素要求雙模隧道掘進機必須依據隧道施工環境的變化及時調整掘進參數，從而保障整個隧道工程的安全高效施工。

針對隧道掘進機掘進參數相關專利進行比對分析，河北建設勘察研究院有限公司發明了“一種盾構機掘進狀態的判斷方法及系統”專利號CN201811507959.9；上海交通大學發明了“一種掘進機的掘進參數設定方法”，專利號CN201410045253.0；中鐵工程裝備集團有限公司發明了“一種掘進機的掘進參數設定方法”、“一種TBM在掘巖體狀態實時感知系統和方法”專利號CN201710937469.1、CN201710761045.4；石家莊鐵道大學發明了“基于盾構掘進參數的不良地層預測方法”專利號CN201710791902.5；華中科技大學發明了“一種土壓平衡盾構機隧道掘進參數智能控制方法”專利號CN201610939494.9；中建交通建設集團有限公司發明了“一種基于大數據技術的盾構隧道智能施工輔助系統及使用方法”專利號CN201710850756.9。通過這些專利的比對發現這些掘進參數選擇方法多集中在：

(1)通過已知圍巖數據或不同地層掘進參數，通過回歸分析、BP網絡、支持向量機等數值算法來預測后續掘進參數，進而對掘進參數進行輔助決策。

(2)掘進參數給出的建議為掘進機不同的工作階段的掘進參數，掘進參數給出的建議為宏觀大類不同地層下掘進參數的建議。

由于隧道掘進機掘進過程中宏觀大類地層的掘進參數是一個很寬泛的范圍，隧道區間地質不可能為均一地質，比如針對軟土地層、硬巖地層等隧道區間掘進參數不可能是一直不變的。特別是針對雙模隧道掘進機，其應用的隧道區間地層變化更加頻繁，不同地層交互出現，一旦掘進參數不能依據地層變化及時調整，不僅影響著掘進的效率，而且極容易引發重大工程事故。

為了解決上述問題，發明了一種雙模隧道掘進機施工掘進參數選擇方法，通過該方法可以對隧道掘進機每個掘進環里程(依據每環管片寬度確定每個掘進環里程，地鐵管片通常為1.5m)掘進參數控制提供最佳范圍，保障了隧道精細化掘進控制，避免因地層突變而掘進參數未及時調整引發的工程風險。

發明內容

本發明的目的在于解決雙模隧道掘進機施工掘進參數合理選擇控制問題，通過掘進參數的精細化控制保障隧道精細化掘進，避免因隧道掘進地層突變而掘進參數未及時調整引發的工程風險。

為了解決上述問題，本發明采取的技術方案如下：

一種雙模隧道掘進機施工掘進參數選擇方法，依次包括如下步驟：

S1：獲取雙模隧道掘進機前N環掘進參數；