[发明专利]一种TBM掘进隧道围岩实时分级方法、盾构机

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种TBM掘进隧道围岩实时分级方法、盾构机，该方法先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；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；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。因本发明是基于国标规定的围岩分级标准对围岩进行分级，因此保证了分级的准确性，并且本发明所提出的围岩实时分级方法，测得了国家发布的围岩分级标准所需参数，进而提高分级准确性，使得分级结果严谨可靠。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种TBM掘进隧道围岩实时分级方法、盾构机。

背景技术

隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性的重要指标，是指导隧道安全高效施工、制定合理支护方案的主要参考依据，是进行科学管理及正确评价经济效益、确定结构上的荷载、确定衬砌结构的类型及尺寸、制定劳动定额、材料消耗标准等的基础。

传统围岩分级方法需要耗费人力、物力测量岩体参数，且难以测量TBM掘进位置围岩参数，无法实现TBM掘进过程中围岩实时分级。国内外学者在基于TBM施工围岩分级方面做了大量工作，N.Barton在1999年考虑TBM机械与岩体参数之间相互关系的基础上提出了QTBM岩体分类系，但工程应用效果并不理想，石家庄铁道大学李青蔚、杜立杰等提出了TBM掘进岩渣图像分割与识别方法，但并未将其和围岩分级联系起来，荆留杰等基于PSO-SVM算法和图像识别，实现TBM围岩质量实时分级，但考虑的因素较少，未能识别岩体完整性、声波波速、强度应力比等指标，主要是用于工程岩体质量评价，而非围岩分级。

因此，亟需提出一种TBM掘进过程围岩实时分级方法，来准确的对TBM掘进隧道围岩进行实时分级，以使主司机能简单明了的掌握前方围岩条件，进而选择合适掘进参数，保证施工安全性，提高施工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TBM掘进隧道围岩实时分级方法、盾构机，用以解决现有技术中对TBM掘进隧道围岩实时分级时未全面考虑影响围岩分级的因素，而导致分级结果不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种TBM掘进隧道围岩实时分级方法，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。

其有益效果为：本发明的方法为了更加准确的对TBM掘进隧道围岩进行实时分级，围岩实时分级的标准是基于国标规定的围岩分级标准，因此通过此标准确定运用此标准进行围岩分级时需要的指标类型，进而基于在TBM掘进过程中通过掘进参数与隧道信息来获取所需要的指标类型的具体数据信息，进而基于得到的具体数据信息根据国标规定的围岩分级标准进行准确的围岩实时分级。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。