[发明专利]一种基于多源数据融合分析的隧洞围岩等级动态变更与决策方法

权利要求书

1.一种基于多源数据融合分析的隧洞围岩等级动态变更与决策方法，该发明充分利用已开挖段揭露围岩的先验分布信息，实现当前掌子面围岩变形收敛值的响应预测，以此作为隧洞施工工法变更与否的先导判据，综合超前地质预报解译数据、现场围岩亚级分类结果以及初期勘探资料等多源异构信息，进行围岩稳定状况在隧洞轴线方向上的交互式分析预测，进而构建隧洞变更的动态评估决策与施工许可机制，实现隧洞开挖工法与支护参数的动态调控。

2.根据权利要求1所述的基于多源数据融合分析的隧洞围岩等级动态变更与决策方法，其特征在于：所述评定与决策方法是基于多源数据融合分析。

3.一种基于多源数据融合分析的隧洞围岩等级动态变更与决策方法，其特征在于，包括以下步骤：

A. 在同一设计围岩等级区段内，通过已开挖段揭露围岩的先验分布信息与量测位移，基于一定响应模型，构建两者之间的映射关系，期间无需通过持续观测来确定收敛值，可通过对当前掌子面围岩地质信息的采集，直接对其最终变形收敛值进行响应预测；以允许洞周水平相对收敛值为评判依据（极限位移值的确定也可依据隧洞现场实际情况，结合规范在统计分析的基础上，采用相对突变、跳跃值作为失稳判据；或依据《公路隧洞施工技术细则》中位移管理等级及位移速率判断标准进行设定），对其围岩变形合理与否进行评定；

B.基于当前掌子面揭露岩体的地质信息对现场围岩质量进行评定，同步确定其围岩亚级分级；并针对当前里程段的超前地质预报（如TRT、TSP等）信息进行去噪、滤波等系列数据处理，获取相应区间的弹性波速均值，以及该区间段解译信息（如弹性模量、泊松比等）的相对变化趋势，对其地层结构、岩体破碎程度、裂隙发育程度、有无断层破碎带或地下水等进行基本判定；

C. 以预测收敛变形值为先导判据，围岩亚级分级及超前地质预报解译信息为辅助与验证依据，实现“三位一体”围岩稳定性状况的交互式耦合分析，对其稳定与否直接进行决策；

D. 若围岩评定为不稳定，则决策结果为建议变更，将结果即时反馈于施工单位、监理单位，上报变更需求；结合现场实际工况，通过专家论证以及设计单位、业主审批，及时对开挖工法、支护参数或施工工序等进行变更（充分考虑工程造价及施工进度，可优先进行支护方案优化），并加强该变更段的后续监控量测，实时掌握变更后围岩的变形情况（期间无需减缓施工进度）；

E.若围岩评定为稳定，则对其预测相对收敛值与允许洞周水平相对收敛值进行比对分析，若安全余量较大（可参考《公路隧洞施工技术细则》中位移管理等级及位移速率判断标准），即变形收敛值远未达到极限位移值，说明目前开挖工法下，支护方案相对保守；综合围岩亚级评定与超前地质预报信息解译，将其反馈于相关单位，结合现场实际情况，通过专家论证及审批，对支护参数、施工工序乃至开挖工法进行相应调整；若安全余量相对较小，则说明目前开挖方式、支护方案以及施工技术与管理水平可满足其稳定性要求，设计施工方案均安全、经济、合理，无需变更，可继续施工。