一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，包括以下步驟：1)根據(jù)隧道光面爆破質(zhì)量影響因素獲取控制指標(biāo)；2)獲取各影響因素的歷史實測數(shù)據(jù)，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對歷史實測數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練建立樣本模型；3)獲取目標(biāo)斷面控制指標(biāo)，采用所述樣本模型對目標(biāo)斷面控制指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測；4)多次調(diào)整目標(biāo)斷面控制指標(biāo)，每次調(diào)整后采用所述樣本模型對調(diào)整后的目標(biāo)斷面控制指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，并將各次預(yù)測結(jié)果與步驟3)中獲得的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較；5)根據(jù)步驟4)的比較結(jié)果，采用最優(yōu)控制方案對各控制指標(biāo)進(jìn)行控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有便于操作、系統(tǒng)化強(qiáng)、實用性強(qiáng)等優(yōu)點。
【專利說明】-種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及隧道光面爆破技術(shù)，尤其是涉及一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國建設(shè)了大量的公路、鐵 路及城市地鐵隧道，已成為世界上隧道及地下工程最多、最復(fù)雜，發(fā)展最快的國家。
[0003] 盡管如此，目前在隧道光面爆破設(shè)計與施工方面仍然存在一系列需要解決的問 題；在設(shè)計方面，爆破的炮孔設(shè)計參數(shù)大多仍然按照經(jīng)驗公式和工程經(jīng)驗確定；在施工方 面，施工隊伍常常不按照設(shè)計圖施工而只憑借自己的經(jīng)驗鉆孔，隨意調(diào)整爆破參數(shù)。該些問 題經(jīng)常造成爆破超欠挖，存在巨大的隱患。該不僅直接影響隧道的爆破質(zhì)量，還影響隧道的 圍巖穩(wěn)定性、初期的支護(hù)數(shù)量和永久支護(hù)的混凝±工程量，增加工程投資。
[0004] 為了解決上述問題，就要對隧道爆破的整個過程進(jìn)行分析，查找其中的薄弱環(huán)節(jié) 和關(guān)鍵問題，然后對其薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行研究和分析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種便于操作、系統(tǒng) 化強(qiáng)、實用性強(qiáng)的隧道光面爆破質(zhì)量控制方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可W通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0007] -種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，包括W下步驟：
[0008] 1)根據(jù)隧道光面爆破質(zhì)量影響因素獲取控制指標(biāo)；
[0009] 2)獲取各影響因素的歷史實測數(shù)據(jù)，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對歷史實測數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn) 練建立樣本模型；
[0010] 3)獲取目標(biāo)斷面控制指標(biāo)，采用所述樣本模型對目標(biāo)斷面控制指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測；
[0011] 4)多次調(diào)整目標(biāo)斷面控制指標(biāo)，每次調(diào)整后采用所述樣本模型對調(diào)整后的目標(biāo)斷 面控制指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，并將各次預(yù)測結(jié)果與步驟3)中獲得的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較；
[0012] 5)根據(jù)步驟4)的比較結(jié)果，采用最優(yōu)控制方案對各控制指標(biāo)進(jìn)行控制。
[0013] 所述的步驟1)中，隧道光面爆破質(zhì)量影響因素包括地質(zhì)因素、炸藥參數(shù)、炮孔參 數(shù)、爆破工藝和施工質(zhì)量。
[0014] 所述的步驟1)中，獲取控制指標(biāo)的方法包括專家打分法和層次分析法。
[0015] 所述的步驟2)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法包括BP、ANFIS和ELMAN。
[0016] 所述的步驟2)中，樣本模型的輸入為控制指標(biāo)，輸出包括炮孔利用率、超挖量、炮 孔痕跡保存率。
[0017] 所述的控制指標(biāo)包括周邊眼間距、最小抵抗線、單孔裝藥量和炮眼深度。
[0018] 所述的步驟4)中，調(diào)整目標(biāo)斷面控制指標(biāo)具體為：
[0019] 對于周邊眼間距、最小抵抗線和炮孔深度，調(diào)整范圍為：調(diào)整0%，或者向上調(diào)整 10%、15%、20%，或者向下調(diào)整10%、15%、20%;
[0020] 對于單孔裝藥量，調(diào)整范圍為：調(diào)整0%，或者向上調(diào)整1%、2%，或者向下調(diào)整 1%、2%。
[0021] 所述的步驟5)中，所述的最優(yōu)控制方案為樣本模型的預(yù)測輸出與期望輸出間的 誤差最小的方案。
[0022] 本發(fā)明通過光面爆破質(zhì)量控制方法，為之后的爆破提供改進(jìn)的依據(jù)，W期達(dá)到爆 破參數(shù)優(yōu)化、降低造價同時又滿足工程施工的目標(biāo)，對于實際工程具有重要指導(dǎo)意義。與現(xiàn) 有技術(shù)相比，本發(fā)明采用專家打分法和層次分析法相結(jié)合的方法獲取控制指標(biāo)，并采用多 種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行建模，具有便于操作、系統(tǒng)化強(qiáng)、實用性強(qiáng)等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的流程示意圖；
[0024] 圖2為實施例中專家打分法得到的光面爆破控制指標(biāo)；
[00巧]圖3為實施例中采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型示意圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例W本發(fā)明技術(shù)方案 為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于 下述的實施例。
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，包括W下步驟：
[0028] 在步驟101中，根據(jù)隧道光面爆破質(zhì)量影響因素獲取控制指標(biāo)。隧道光面爆破質(zhì) 量影響因素包括地質(zhì)因素、炸藥參數(shù)、炮孔參數(shù)、爆破工藝和施工質(zhì)量，如表1所示，具體包 括圍巖級別、節(jié)理發(fā)育程度、地下水影響、巖層層理厚度、泊松比、風(fēng)化程度、巖體結(jié)構(gòu)類型、 地質(zhì)構(gòu)造影響、變形模量、抗壓強(qiáng)度、摩擦感度、熱感度、撞擊感度、爆速、猛度、猛力、能量利 用率、炸藥組分、周邊眼間距、總炮孔數(shù)目、炮孔間距、最小抵抗線、炮孔直徑、炮孔深度、布 孔方式、線裝藥密度、單孔裝藥量、不禪合系數(shù)、堵塞長度、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序、起爆方法、 起爆時差、單位炸藥消耗量、外插角誤差、開口位置誤差、鉆孔深度誤差、人員素質(zhì)、測量放 線質(zhì)量、管理水平、現(xiàn)場管理制度。
[0029] 表1光面爆破質(zhì)量影響因素集
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 根據(jù)隧道光面爆破質(zhì)量影響因素獲取控制指標(biāo)； 2) 獲取各影響因素的歷史實測數(shù)據(jù)，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對歷史實測數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練建 立樣本模型； 3) 獲取目標(biāo)斷面控制指標(biāo)，采用所述樣本模型對目標(biāo)斷面控制指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測； 4) 多次調(diào)整目標(biāo)斷面控制指標(biāo)，每次調(diào)整后采用所述樣本模型對調(diào)整后的目標(biāo)斷面控 制指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，并將各次預(yù)測結(jié)果與步驟3)中獲得的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較； 5) 根據(jù)步驟4)的比較結(jié)果，采用最優(yōu)控制方案對各控制指標(biāo)進(jìn)行控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述的步驟 1)中，隧道光面爆破質(zhì)量影響因素包括地質(zhì)因素、炸藥參數(shù)、炮孔參數(shù)、爆破工藝和施工質(zhì) 量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述的步驟 1) 中，獲取控制指標(biāo)的方法包括專家打分法和層次分析法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述的步驟 2) 中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法包括BP、ANFIS和ELMAN。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述的步驟 2)中，樣本模型的輸入為控制指標(biāo)，輸出包括炮孔利用率、超挖量、炮孔痕跡保存率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述 的控制指標(biāo)包括周邊眼間距、最小抵抗線、單孔裝藥量和炮眼深度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述的步驟 4) 中，調(diào)整目標(biāo)斷面控制指標(biāo)具體為： 對于周邊眼間距、最小抵抗線和炮孔深度，調(diào)整范圍為：調(diào)整〇%，或者向上調(diào)整10%、 15%、20%，或者向下調(diào)整 10%、15%、20% ; 對于單孔裝藥量，調(diào)整范圍為：調(diào)整〇%，或者向上調(diào)整1%、2%，或者向下調(diào)整1%、 2%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道光面爆破質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述的步驟 5) 中，所述的最優(yōu)控制方案為樣本模型的預(yù)測輸出與期望輸出間的誤差最小的方案。
【文檔編號】G06N3/02GK104390534SQ201410535188
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】王建秀, 周小博, 劉笑天, 鄒寶平, 周家宇 申請人:同濟(jì)大學(xué)