本發(fā)明涉及隧道工程，具體涉及一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法。

背景技術(shù)：

1、隨著高速鐵路的快速發(fā)展，隧道工程在復(fù)雜地質(zhì)條件下的建設(shè)需求日益增加，尤其是在淺埋條件下，隧道的施工風(fēng)險較高，需要有效的支護技術(shù)來保障施工安全，管棚支護作為一種有效的超前支護技術(shù)，在地下結(jié)構(gòu)工程中被廣泛應(yīng)用。它通過在地下隧道或結(jié)構(gòu)的襯砌拱圈上預(yù)先設(shè)置慣性矩較大的鋼管，起到臨時超前支護作用，防止土層坍塌和地表下沉。

2、一般情況下，針對不同的地質(zhì)、不同隧道工況條件下，管棚支護的設(shè)計參數(shù)會有所不同。因此，確定管棚支護的最優(yōu)參數(shù)組合變得非常復(fù)雜。尤其是對于地質(zhì)條件復(fù)雜多變，需要運用超長大管棚技術(shù)時，確定合理的管棚支護參數(shù)變得尤為困難，因此，為了提高管棚支護參數(shù)的確定效率和準(zhǔn)確性，探索智能算法，以實現(xiàn)管棚支護參數(shù)的動態(tài)優(yōu)化和智能推薦。

3、現(xiàn)有的淺埋隧道超長大管棚參數(shù)往往是通過理論公式計算確定的，存在以下缺點：理論公式有很多假設(shè)條件，導(dǎo)致確定的管棚參數(shù)不精確；理論公式確定管棚參數(shù)復(fù)雜，難以被現(xiàn)場技術(shù)人員掌握使用；理論公式確定管棚參數(shù)往往是固定不變的，不能適用多變的地質(zhì)條件。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，解決現(xiàn)有的淺埋隧道超長大管棚參數(shù)往往是通過理論公式計算確定的，理論公式有很多假設(shè)條件，導(dǎo)致確定的管棚參數(shù)不精確的問題；理論公式確定管棚參數(shù)復(fù)雜，難以被現(xiàn)場技術(shù)人員掌握使用的問題及理論公式確定管棚參數(shù)往往是固定不變的，不能適用多變的地質(zhì)條件的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，所述方法包括如下步驟：

3、s1：選取對淺埋隧道支護效果影響顯著的超長大管棚關(guān)鍵參數(shù)；

4、s2：構(gòu)建不同地層條件、支護條件下的地層最大變形量和最大地層應(yīng)力的數(shù)據(jù)庫；

5、s3：建立超長大管棚關(guān)鍵參數(shù)智能化確定模型；

6、s4：優(yōu)化智能模型超參數(shù)，實時收集地層條件參數(shù)，代入智能化模型中，得到適用于當(dāng)前地層條件的超長大管棚支護關(guān)鍵參數(shù)。

7、優(yōu)選的，所述步驟s1中對淺埋隧道支護效果影響顯著的超長大管棚關(guān)鍵參數(shù)包括管棚直徑、管棚間距、管棚外插角、管棚內(nèi)部鋼筋布置情況、管棚注漿壓力等。

8、優(yōu)選的，所述s2具體步驟包括：

9、基于實際地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)和地質(zhì)條件，建立地層模型，設(shè)置不同管棚支護參數(shù)，建立支護結(jié)構(gòu)模型；

10、利用數(shù)值方法對地層變形和地層應(yīng)力進行計算；

11、分析地層變形的程度、地層應(yīng)力的分布、支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等，得到不同地層條件、支護條件下的地層變形的程度、地層應(yīng)力的分布，構(gòu)建不同地層條件、支護條件下的地層最大變形量和最大地層應(yīng)力的數(shù)據(jù)庫。

12、優(yōu)選的，所述s3具體步驟包括利用建立的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以地層條件、地層最大變形量和最大地層應(yīng)力為輸入變量，以超長大管棚支護關(guān)鍵參數(shù)為輸出變量，構(gòu)建超長大管棚支護關(guān)鍵參數(shù)智能化確定模型。

13、優(yōu)選的，所述步驟s4中優(yōu)化智能模型參數(shù)是通過安裝在隧道施工區(qū)域的傳感器，實時監(jiān)測超長大管棚支護施工過程中的地層變形，對模型進行反饋來優(yōu)化智能模型超參數(shù)。

14、由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有如下有益效果：

15、該淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，通過智能確定管棚支護參數(shù)，可以更有效地控制隧道施工過程中的地層變形，減少施工風(fēng)險，提高施工安全性，動態(tài)智能確定方法可以根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整管棚支護參數(shù)，減少因參數(shù)不適宜導(dǎo)致的施工延誤，提高施工效率，合理的管棚支護參數(shù)可以減少材料浪費，降低施工成本，同時減少因施工事故導(dǎo)致的經(jīng)濟損失，高鐵隧道往往穿越多種復(fù)雜的地質(zhì)條件，動態(tài)智能確定方法能夠根據(jù)實時地質(zhì)變化調(diào)整支護參數(shù)，適應(yīng)不同的地質(zhì)環(huán)境，解決了現(xiàn)有的淺埋隧道超長大管棚參數(shù)往往是通過理論公式計算確定的，理論公式有很多假設(shè)條件，導(dǎo)致確定的管棚參數(shù)不精確的問題；理論公式確定管棚參數(shù)復(fù)雜，難以被現(xiàn)場技術(shù)人員掌握使用的問題及理論公式確定管棚參數(shù)往往是固定不變的，不能適用多變的地質(zhì)條件的問題。

技術(shù)特征：

1.一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，其特征在于：所述步驟s1中對淺埋隧道支護效果影響顯著的超長大管棚關(guān)鍵參數(shù)包括管棚直徑、管棚間距、管棚外插角、管棚內(nèi)部鋼筋布置情況、管棚注漿壓力等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，其特征在于：所述s2具體步驟包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，其特征在于：所述s3具體步驟包括利用建立的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以地層條件、地層最大變形量和最大地層應(yīng)力為輸入變量，以超長大管棚支護關(guān)鍵參數(shù)為輸出變量，構(gòu)建超長大管棚支護關(guān)鍵參數(shù)智能化確定模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，其特征在于：所述步驟s4中優(yōu)化智能模型參數(shù)是通過安裝在隧道施工區(qū)域的傳感器，實時監(jiān)測超長大管棚支護施工過程中的地層變形，對模型進行反饋來優(yōu)化智能模型超參數(shù)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，所述方法包括如下步驟：S1：選取對淺埋隧道支護效果影響顯著的超長大管棚關(guān)鍵參數(shù)；S2：構(gòu)建不同地層條件、支護條件下的地層最大變形量和最大地層應(yīng)力的數(shù)據(jù)庫；S3：建立超長大管棚關(guān)鍵參數(shù)智能化確定模型；S4：優(yōu)化智能模型超參數(shù)，實時收集地層條件參數(shù)，代入智能化模型中，得到適用于當(dāng)前地層條件的超長大管棚支護關(guān)鍵參數(shù)；該淺埋高鐵隧道超長大管棚支護參數(shù)動態(tài)智能確定方法，解決了理論公式確定的管棚參數(shù)不精確的問題；理論公式難以被現(xiàn)場技術(shù)人員掌握使用的問題及理論公式不能適用多變的地質(zhì)條件的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：許創(chuàng)晉,張杰勝,陳強強,辛璋璋,尚寶星,黃勇,李小龍,呂鑫
受保護的技術(shù)使用者：中鐵四局集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19