[發明專利]一種基于超前鉆探數據的隧道圍巖二維質量評價方法

在審

• 申請號: 202111040028.4
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113779880A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 梁銘;彭浩;宋冠先;朱孟龍;馬文安;解威威;馬必聰;楊康;張亞飛;胡以嬋;趙婷婷
• 申請（專利權）人: 廣西路橋工程集團有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06K9/62;G06F119/02
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 馮精恒

本發明涉及隧道工程技術領域，特別涉及一種基于超前鉆探數據的隧道圍巖二維質量評價方法，包括步驟一，通過超前鉆探技術對待挖掘隧道進行隨機采樣，獲取待挖掘隧道的鉆探數據并進行預處理；鉆探數據包括推進速度、推進力、扭矩和旋轉速度四項指標；步驟二，將預處理后的鉆探數據輸入到預先搭建的CC?GA?XGBoost模型進行二維質量評價，輸出二維質量評價結果，評價結果包括圍巖完整程度和圍巖等級兩個維度，圍巖完整程度的評價結果包括較完整、較破碎、破碎和泥質填充空腔，圍巖等級的評價結果包括Ⅲ、Ⅳ與Ⅴ級；其中CC?GA?XGBoost模型是采用GA算法對XGBoost模型進行訓練后調用CC算法進行多標簽分類的模型。實現模型超參數自動尋優與多標簽輸出，降低建模難度，提高預測準確度。

技術領域

本發明涉及隧道工程技術領域，特別涉及一種基于超前鉆探數據的隧道圍巖二維質量評價方法。

背景技術

據數據統計，截至2020年底，全國共有特征隧道共1175處，累計512.75萬米，伴隨巨大的建設規模與高速的建設速度，我國隧道建設整體向大埋深、長洞線的方向轉變，選址遠、高應力、強巖溶、高水壓、構造復雜等特點也逐步凸顯，為保障隧道施工安全，確保隧道超前地質預報的合理性與準確性面臨越來越嚴峻的挑戰。就隧道超前地質預報而言，常規的物探方法如地質雷達、TSP、紅外探水等在預報距離、對各類不良地質體的預報效果等方面均存在一定程度的局限性及多解性，而超前鉆探法通過對掌子面前方圍巖進行鉆進，能最直觀的反映掌子面前方的真實地質信息。但目前鉆探數據解譯工作主要依賴技術人員結合現場實際鉆探情況進行開展，雖然鉆機搭載的隨鉆測量系統可實時記錄并提供各項鉆探參數，但只是作為解譯參考，并未被充分利用。該種解譯方式未跳脫經驗判斷的范疇，較為粗糙，是一種“偽定量”解譯。

隨著大數據、計算機技術等信息化技術的發展，機器學習的理念已逐步滲入各個領域，為數據分析提供了新的思路。近些年開始有研究者將機器學習的方法引入到隧道超前地質預報中以用于圍巖質量評價，并已分別在各類超前地質預報手段中取得了一定的研究成果，具體如表1所示。

表1隧道常用超前地質預報方法