[发明专利]基于探地雷达的盾构隧道沉降控制方法

摘要

本发明属于隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种基于探地雷达的盾构隧道沉降控制方法。采用动态循环反馈方法进行盾构隧道沉降控制，具体步骤为：采用探地雷达设备对盾构隧道壁后注浆进行全断面和纵向的探测，然后通过测定或估算得到注浆材料介电常数，并将其应用于隧道壁后注浆层的模型试验探测、正演模拟结果及现场探测的数据，提取特征图像和特征波，将其作为训练输入样本，利用小波神经网络自动识别方法，得到隧道壁后注浆层分布形态；结合地表沉降监测数据进行分析。根据以上分析结果确定下一步的施工控制措施，为了验证控制措施的效果需再一次进行现场的探测，形成循环动态过程，至完全有效控制盾构隧道不均匀沉降变形。本发明很好地解决壁后注浆的效果，使得盾构隧道沉降控制方法更加科学化。

主权项

1、一种基于探地雷达的盾构隧道沉降控制方法，采用动态循环反馈方法进行盾构隧道沉降控制，其特征在于具体步骤如下：(1)对盾构隧道壁后注浆进行无损探测：采用探地雷达设备对盾尾的注浆进行隧道全断面和纵向的检测，从所述注浆中得到回波；(2)采用网络分析仪对盾构隧道壁后注浆材料介电特性参数进行探测，网络分析仪扫频范围为30KHz～6GHz，同时根据经验数据进行估算，得到介电常数；(3)通过对盾构隧道壁后注浆探测模型试验与正演模拟，对注浆层无损探测标定特征图像和特征波；模型试验是从注浆材料组成的不同，分布形态的差异，不同的探测时间以及建筑空隙四个方面进行分析，通过对模型试验的探地雷达探测得到注浆层的特征图像和特征波，并作为小波神经网络图像自动识别的训练输入样本；正演模拟步骤为：输入隧道管片壁后介质的基本参数，建立结构模型，获取并输入激励源，对离散源进数值差分，使之成为对应时间步的点，利用时域有限差分原理计算电磁波在介质中传播特性，包括反射、透射和损耗特性，分析并分别计算总场和透射场、计算反射场、输出反射波的信号；(4)基于模型试验数据、正演模拟的数据，通过小波神经网络方法对盾构隧道探地雷达图像进行自动识别，得出了隧道壁后注浆层分布形态；A、提取典型特征波B、小波神经网络壁后注浆层的自动识别1)小波神经网络训练样本的输入2)小波神经网络训练的标准输出(5)控制措施通过小波神经网络图像自动识别方法得出的盾构隧道壁后注浆层的分布形态，结合地表沉降的监测数据进行分析，对隧道施工和运营过程中的隧道沉降进行控制，采取在施工中调整隧道施工参数和进行二次补偿注浆的方法，为了验证控制措施的效果需再一次进行现场的探测，形成循环动态过程，直至完全有效的控制盾构隧道不均匀沉降变形。