[發(fā)明專(zhuān)利]一種隧道爆破方案智能設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310065822.7
• 申請(qǐng)日: 2023-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116305406A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何本國(guó);馮夏庭;林波;薛瑞華;佟強(qiáng);楊成祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/13
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/13;G06F30/27
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

本發(fā)明提供一種隧道爆破方案智能設(shè)計(jì)方法，涉及隧道工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明基于隧道工程地質(zhì)勘查報(bào)告與掌子面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，得到爆破設(shè)計(jì)參數(shù)；基于爆破設(shè)計(jì)參數(shù)④，運(yùn)用隧道工程爆破理論與計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)技術(shù)，得到鉆爆法隧道爆破方案01；基于爆破設(shè)計(jì)參數(shù)⑦，運(yùn)用計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)技術(shù)，建立已建成或在建的已有鉆爆法隧道爆破方案樣本庫(kù)，輸入爆破設(shè)計(jì)參數(shù)、隧道工程要求得到相適應(yīng)得待建鉆爆法隧道爆破方案02；基于獲得的鉆爆法隧道爆破方案群，采用人工選取的辦法，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、高效、安全、簡(jiǎn)便原則，選取得到最終鉆爆法隧道爆破方案。該方法避免了主觀因素影響，結(jié)合傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、大數(shù)據(jù)處理與人工智能技術(shù)，為設(shè)計(jì)施工人員提供了高效方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道爆破方案智能設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

隧道作為交通運(yùn)輸線路上的工程構(gòu)筑物，具有重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，隧道建設(shè)是各個(gè)國(guó)家發(fā)展進(jìn)程中的重要組成部分，而隧道爆破方案設(shè)計(jì)對(duì)隧道建設(shè)起到?jīng)Q定性作用。

目前，鉆爆法仍然是隧道開(kāi)挖過(guò)程中主要施工方法，爆破方案及爆破參數(shù)設(shè)計(jì)主要依據(jù)是爆破技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)及工程類(lèi)比法，這就導(dǎo)致爆破設(shè)計(jì)存在受主觀影響嚴(yán)重、設(shè)計(jì)效率低等問(wèn)題。隨著對(duì)效率、質(zhì)量、安全、環(huán)保要求越來(lái)越高，人工經(jīng)驗(yàn)與工程類(lèi)比法已無(wú)法滿足爆破技術(shù)的發(fā)展要求，亟需提出一種智能化的鉆爆法隧道爆破方案及爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種隧道爆破方案智能設(shè)計(jì)方法。

一種隧道爆破方案智能設(shè)計(jì)方法，具體包括以下步驟：

步驟1：基于隧道的工程地質(zhì)勘查報(bào)告與掌子面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，得到爆破設(shè)計(jì)參數(shù)①；

所述爆破設(shè)計(jì)參數(shù)①為爆破設(shè)計(jì)參數(shù)；其中包括隧道爆破方案設(shè)計(jì)段的埋深、樁號(hào)范圍、圍巖級(jí)別、圍巖參數(shù)、地層參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造、地應(yīng)力分布情況、水文地質(zhì)特征；

所述工程地質(zhì)勘查報(bào)告與掌子面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，在隧道未開(kāi)挖時(shí)由設(shè)計(jì)院提供工程地質(zhì)勘查報(bào)告，在隧道開(kāi)挖時(shí)由隧道施工單位提供掌子面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)；在隧道未開(kāi)挖時(shí)，采用工程地質(zhì)勘查報(bào)告所得的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)②，面對(duì)隧道工程設(shè)計(jì)單位進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)；隧道開(kāi)挖時(shí)，采用掌子面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)所得的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)③，面對(duì)隧道工程施工單位針對(duì)隧道掌子面的真實(shí)情況進(jìn)行爆破方案的優(yōu)化，提高爆破效率與安全，若爆破設(shè)計(jì)參數(shù)②與爆破設(shè)計(jì)參數(shù)③兩者參數(shù)相同，則參數(shù)不變更，即爆破設(shè)計(jì)參數(shù)①為隧道的工程地質(zhì)勘查報(bào)告所得的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)②。兩者參數(shù)相不同，則爆破設(shè)計(jì)參數(shù)①為隧道工程施工單位運(yùn)用掌子面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)真實(shí)所得的爆破設(shè)計(jì)參數(shù)③。

步驟2：基于爆破設(shè)計(jì)參數(shù)④，運(yùn)用隧道工程爆破理論與計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)技術(shù)，得到鉆爆法隧道爆破方案01。

所述爆破設(shè)計(jì)參數(shù)④包括爆破設(shè)計(jì)參數(shù)①、隧道工程要求、機(jī)械配備能力。

所述鉆爆法隧道爆破方案01包括施工斷面圖，炮眼布置圖，掏槽孔布置圖以及爆破參數(shù)表；

步驟2.1：根據(jù)隧道工程要求，獲得隧道開(kāi)挖斷面，即掌子面形狀與尺寸；

步驟2.2：根據(jù)爆破設(shè)計(jì)參數(shù)④，基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建隧道掘進(jìn)開(kāi)挖方法選取模型；

步驟2.2.1：構(gòu)建樣本庫(kù)，該樣本庫(kù)包括爆破設(shè)計(jì)參數(shù)④與對(duì)應(yīng)隧道掘進(jìn)開(kāi)挖方法；

步驟2.2.2：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建隧道掘進(jìn)開(kāi)挖方法選取模型，將樣本庫(kù)代入所述隧道掘進(jìn)開(kāi)挖方法選取模型進(jìn)行訓(xùn)練；

所述隧道掘進(jìn)開(kāi)挖方法選取模型的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置其網(wǎng)絡(luò)層數(shù)為5層，即輸入層，3層隱含層和輸出層；其中輸入層對(duì)應(yīng)爆破設(shè)計(jì)參數(shù)④中參數(shù)，而輸出層對(duì)應(yīng)隧道掘進(jìn)開(kāi)挖方法，隱含層選用正切函數(shù)或者對(duì)數(shù)函數(shù)作為傳遞函數(shù)即隱含層的激活函數(shù)；