[发明专利]一种TBM掘进隧道围岩实时分级方法、盾构机

权利要求书

1.一种TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据国标规定的围岩分级标准得到运用此围岩分级标准进行围岩分级时所需要的指标类型；

2)在掘进过程中，采集掘进隧道的隧道信息及掘进参数，根据隧道信息与相应指标类型的对应关系，以及掘进参数与其他指标类型的对应关系，得到该掘进隧道的各个指标类型的数据；

3)根据各个指标类型的数据，按照规定的围岩分级标准对掘进隧道围岩进行分级。

2.根据权利要求1所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，步骤1)中，所述所需要的指标类型包括围岩条件；步骤2)中，所述围岩条件通过隧道信息与围岩条件的对应关系得到，此对应关系中的隧道信息为岩渣含量。

3.根据权利要求2所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，所述隧道信息与围岩条件的对应关系通过对掘进隧道在预掘进阶段得到的岩渣含量与围岩特性的对应数据建立的。

4.根据权利要求3所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，在掘进隧道过程中还通过实际测得的地质参数对岩渣含量与围岩条件的对应关系进行修正。

5.根据权利要求1所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，步骤1)中，所述所需要的指标类型包括岩体完整性系数；步骤2)中，所述岩体完整性系数通过隧道信息与岩体完整性系数的对应关系得到，此对应关系中的隧道信息包括岩体纵波波速和室内岩石纵波波速。

6.根据权利要求5所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，所述岩体纵波波速v_pm及室内岩石纵波波速v_pr与岩体完整性系数K_V的对应关系为：K_V＝(v_pm/v_pr)²。

7.根据权利要求1所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，步骤1)中，所述所需要的指标类型包括岩体强度；步骤2)中，所述岩体强度通过掘进参数与岩体强度的对应关系得到岩体强度；该对应关系中的掘进参数从所有掘进参数中按照设定选取规则得到。

8.根据权利要求7所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，所述设定选取规则为：选择与岩体强度关联性高的前设定个数的掘进参数。

9.根据权利要求8所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法，其特征在于，所述掘进参数与岩体强度UCS的对应关系为：UCS＝T_R/(C₂nDP)；其中，F为TBM总推力，T_R为总扭矩，n为滚刀数量，P为贯入度，D为刀盘直径，C₁与C₂为设定常数；所述C₁与C₂通过对掘进隧道在预掘进阶段获取的训练集进行训练得到。

10.一种盾构机，其特征在于，包括用于对围岩进行实时分级的控制系统，所述控制系统包括存储器与处理器，处理器用于执行指令以实现如权利要求1～9任一项所述的TBM掘进隧道围岩实时分级方法的步骤。