[发明专利]一种盾构隧道复合地层组段实施系统及实施方法

说明书

本发明涉及盾构技术领域，具体涉及一种盾构隧道复合地层组段实施系统及实施方法，包括：盾构隧道数据输入模块、盾构隧道数据预处理模块、隧道复合地层组段划分与盾构掘进参数算法分析模块、盾构隧道复合地层组段分类输出模块以及盾构隧道复合地层组段分类应用模块。本发明的一种盾构隧道复合地层组段实施系统及实施方法，解决了目前无法满足盾构施工实践要求以及地层组段的分类过程易受人为因素影响、有一定主观性、不利于方法的推广的问题。

技术领域

本发明涉及盾构技术领域，具体涉及一种盾构隧道复合地层组段实施系统及实施方法。

背景技术

近年来全国各城市轨道交通建设迅猛发展。盾构法具有施工安全性高、掘进速度快、不影响周围环境等优势，成为隧道施工普遍采用的施工方法。

隧道作为地下结构，隧道围岩所特有的天然性和隐蔽性，使隧道围岩地层的地质条件成为盾构施工安全和效率的决定性因素。尤其在地质环境复杂的隧道地区，围岩复合地层沿线变化多样，对盾构掘进的适应性提出很大困难。因此非常有必要针对围岩复合地层组段类别进行合理划分。

在已有隧道地层组段分类方法中，多采用工程经验法。中国专利201410397082.8考虑盾构隧道穿越土层等级设定盾构隧道一级组段6个；在此基础上按照盾构施工环境的组合安全风险级别对每个一级组段划分3个等级，共18个组段。对任何一个盾构区间隧道，都是由18个隧道组段中的一种或几种组段组合而成。然而，对于隧道处于含风化程度不同的岩层、软黏土层、饱和砂砾土层等软硬不同地层，且地下水丰富的复合地层围岩区域，地层特征非常丰富，难以确定合理的固定的类别数目。可见，该方法采用的地层组段类别数量及其分类特征依据，无法满足盾构施工实践要求；此外，地层组段的分类过程易受人为因素影响，有一定主观性，不利于方法的推广。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种盾构隧道复合地层组段实施系统及实施方法，解决了目前无法满足盾构施工实践要求以及地层组段的分类过程易受人为因素影响、有一定主观性、不利于方法的推广的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种盾构隧道复合地层组段实施系统，包括：盾构隧道数据输入模块、盾构隧道数据预处理模块、隧道复合地层组段划分与盾构掘进参数算法分析模块、盾构隧道复合地层组段分类输出模块以及盾构隧道复合地层组段分类应用模块，

所述盾构隧道数据输入模块，用于获取包括隧道线路概况、地层地质特征、盾构掘进参数以及施工监测数据的盾构隧道数据，输入盾构隧道数据并存储至历史数据库；

所述盾构隧道数据预处理模块，用于判断历史数据库中的盾构隧道数据是否正常，并对历史数据库中的正常的盾构隧道数据进行数据特征提取以及数据规范预处理；

所述隧道复合地层组段划分与盾构掘进参数算法分析模块，用于通过算法分析经过盾构隧道数据预处理模块处理的盾构隧道数据从而获得盾构隧道复合地层组段划分的组段类别数据库以及掘进参数数据库；

所述盾构隧道复合地层组段分类输出模块，用于通过人机交互界面输出盾构隧道复合地层组段的类别、类别总数目、各组段类别编号、地层特征以及各类别地层组段相适应的掘进参数建议值；

所述盾构隧道复合地层组段分类应用模块，用于将盾构隧道复合地层组段应用到盾构掘进工程实践施工作业或增加新的地层类别至隧道复合地层组段。

其中，所述盾构隧道数据包括线路工程地质特征、岩土层物理力学性质、地下水性质以及地质构造；

所述盾构隧道数据预处理模块包括：

复合地层围岩特征属性的数据预处理模块，用于依据线路工程地质特征、岩土层物理力学性质、地下水性质以及地质构造等，进行盾构隧道复合地层组段初始编号；