【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土爆破，具体涉及一种考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法。
技术介绍
1、钻爆法因成本较低、地质适用性强等特点广泛应用于隧道施工中。由于地质条件复杂，岩体中常常赋存大量的层理及节理裂隙并受钻爆法做功“瞬时性”特征的影响，使其在工程应用过程中往往难以精确控制超欠挖现象，甚至因为爆破扰动导致塌方事故频繁发生，影响施工进度、质量与安全。
2、鉴于围岩条件和爆破过程的复杂性，岩体组构参数对隧道光面爆破效果的影响较大，所以在满足正常爆破功能的基础上，需要对爆破过程加以合理控制，既要合理高效地破碎开挖轮廓范围内岩体，也要减少对开挖区域外岩体的损伤或扰动，以便更有效地维持围岩的安全稳定性并有效控制超欠挖现象的发生。因此需要在考虑岩体组构参数的基础上，基于爆破超欠挖效果优化光面爆破参数。然而如何快速确定光面爆破参数优化方案，现阶段尚无系统性理论和方法可以直接应用。
3、因而必须设计一套能够考虑岩体组构参数的超大断面硬岩隧道爆破超欠挖控制方法。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，基于岩体组构参数和超欠挖效果评估优化爆破参数，能够实时反馈爆破施工的效果，确保工程质量和安全。
2、本专利技术提出的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，包括以下步骤：
3、依据现场爆破方案进行隧道爆破并揭露掌子面；
4、采用三维激光扫描仪扫描隧道掌子面及围岩；获取围岩组构参
5、根据当前掌子面图像和扫描数据，梳理围岩组构参数与爆破参数以及爆破效果评价参数线性之间的关系并基于深度学习算法建立智能模型；将现场爆破效果好的数据输入构建的智能模型中进行训练并补充数据集；
6、将爆破效果评价参数和赋值后的围岩组构参数输入智能模型，获得优化爆破参数；
7、基于优化爆破参数进行三维激光可视化布点，实施优化爆破方案，实现隧道爆破超欠挖控制。
8、进一步地，所述实施优化爆破方案步骤之后，还包括：
9、再次采用所述三维激光扫描仪扫描隧道掌子面及围岩，以再次获取围岩组构参数与爆破效果评价参数，并利用所述智能模型继续优化所述爆破参数。
10、进一步地，还包括：将爆破成本数据输入智能模型，获得优化爆破参数，基于优化爆破参数计算爆破成本，实施优化爆破方案。
11、进一步地，所述建立智能模型的步骤包括：
12、创建训练样本数据库；所述样本数据库内的样本数据包括围岩组构参数、爆破参数以及爆破效果评价参数；
13、在既有神经网络结构的末端设置所述爆破参数的四个预测值，得到能够实现隧道爆破参数优化的神经网络智能模型；
14、选取贝叶斯正则化算法作为训练算法，将获取的样本数据输入建立的智能模型中进行迭代训练。
15、进一步地，所述建立智能模型的步骤还包括：
16、采用真实值与预测值之间的相关系数来表征所述智能模型的预测精度：
17、
18、式中：为相关系数；、分别表示所述爆破参数的真实值与预测值，其中，为输入值，为输出值；为数据索引；为样本容量；
19、当||≤1，且若||越接近于1时，则真实值与预测值的相关程度越大；若||越接近于0，则真实值与预测值的相关程度越小。
20、进一步地，所述爆破参数的四个预测值包括掏槽眼参数、周边眼间距、周边眼位置和装药参数。
21、进一步地，
22、所述爆破效果评价参数包括：炮孔留痕率、块度分布、超欠挖量值和爆破成本；
23、所述围岩组构参数包括：岩体优势结构面产状参数、岩体完整性系数和节理间距。
24、进一步地，所述采用三维激光扫描仪扫描隧道掌子面及围岩；获取围岩组构参数与爆破效果评价参数的步骤包括：
25、利用三维激光扫描仪对隧道爆破揭露围岩进行扫描获取点云数据；
26、将采集到的点云数据进行数据处理和清洗，以去除噪声和无关数据，保留有效的隧道内部信息；
27、利用改进faster r-cnn方法智能化处理爆破后隧道侧壁可见炮孔；最终通过比对不同时间点的点云数据，识别出爆破后留下的炮孔痕迹和损坏情况，进而计算炮孔留痕率。
28、进一步地，所述采用三维激光扫描仪扫描隧道掌子面及围岩；获取围岩组构参数与爆破效果评价参数的步骤包括：
29、利用所述三维激光扫描仪扫描隧道掌子面及围岩获取的爆渣图像；
30、建立mask-r-cnn模型，并进行模型训练和爆渣图像分割；
31、训练完后进行hsv变换与形态学优化，应用hsv变换来增强所述爆渣图像中的颜色信息；
32、对分割后的爆渣图像进行块度统计，计算每个块的大小、形状和分布，分析统计结果，评估爆堆的块度分布和质量，得到块度分布统计。
33、进一步地，获取所述围岩组构参数的岩体完整性系数的步骤包括：
34、通过岩体与岩石的纵波速度之比计算围岩岩体完整性系数：
35、
36、式中：表示岩体弹性纵波速度，单位为km/s，通过在现场对岩体进行声波测试得到；表示岩石弹性纵波速度，单位为km/s，通过在实验室中对岩石样本进行声波测试得到。
37、本专利技术的有益效果是：通过在掌子面爆破后，利用三维激光扫描技术获取岩体组构参数和爆破效果评价参数，将扫描获取参数输入智能模型，可以快速输出爆破优化参数，保证爆破方案对超大断面围岩和地质环境的适应性，有效控制爆破超欠挖，从而降低工程成本并提高工程的施工效率；与已有的爆破参数优化方法相比，本专利技术考虑了节理产状等围岩组构参数对爆破效果的影响，使爆破参数优化更加快速，保证了参数优化结果的科学性。
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1.一种考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所述实施优化爆破方案步骤之后，还包括：
3.根据权利要求1所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，还包括：将爆破成本数据输入智能模型，获得优化爆破参数，基于优化爆破参数计算爆破成本，实施优化爆破方案。
4.根据权利要求1所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所述建立智能模型的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所述建立智能模型的步骤还包括：
6.根据权利要求4所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所述爆破参数的四个预测值包括掏槽眼参数、周边眼间距、周边眼位置和装药参数。
7.根据权利要求1所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所
9.根据权利要求7所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所述采用三维激光扫描仪扫描隧道掌子面及围岩；获取围岩组构参数与爆破效果评价参数的步骤包括：
10.根据权利要求7所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，获取所述围岩组构参数的岩体完整性系数的步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所述实施优化爆破方案步骤之后，还包括：
3.根据权利要求1所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，还包括：将爆破成本数据输入智能模型，获得优化爆破参数，基于优化爆破参数计算爆破成本，实施优化爆破方案。
4.根据权利要求1所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所述建立智能模型的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的考虑岩体组构参数的隧道爆破超欠挖控制方法，其特征在于，所述建立智能模型的步骤还包括：
6.根据权利要求4所述的考虑岩体组构参数的隧道爆...
【专利技术属性】
技术研发人员：王延涛，吴宁，安然，代广伟，於可佳，朱广举，钱辉斌，江志平，李小冬，刘克奇，侯建，闫田青，袁小虎，解旭阳，张典威，王磊，张超，恩克太文，郝利锁，左发林，
申请(专利权)人：中建三局城建有限公司，
类型：发明
国别省市：
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