CN111680348A - 单线隧道施工风险控制方法 - Google Patents

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CN111680348A CN202010444380.3A CN202010444380A CN111680348A CN 111680348 A CN111680348 A CN 111680348A CN 202010444380 A CN202010444380 A CN 202010444380A CN 111680348 A CN111680348 A CN 111680348A
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Abstract

本发明公开了单线隧道施工风险控制方法，包括：将人造物模型、自然物模型和设计模型组合形成综合三维模型，根据所述综合三维模型计算待施工隧道中各位点的预计受力信息，根据预计受力信息生成与各位点对应的预计支护结构信息；施工过程中，实时获取施工位点信息，并将各施工位点信息对应添加至所述综合三维模型；施工过程中，获取待施工隧道内的已施工部分各施工位点的实际支护结构信息，并将各施工位点的实际支护结构信息与所述综合三维模型中对应位点的预计支护结构信息进行比对，若误差大于预定阈值，则发出警告信息。本发明能够一定程度克服人工监测施工的滞后性，提升监测结果的准确性。

Description

单线隧道施工风险控制方法
技术领域
本发明涉及隧道施工领域。更具体地说，本发明涉及一种单线隧道施工风险控制方法。
背景技术
随着隧道等交通隧道的大量建造，人们对于隧道施工风险控制的要求越来越高。但是，目前在隧道施工中，一般采用人工监测来控制风险，一方面人工监测有较大的滞后性，另一方面隧道结构较为复杂，人工监测难度较大。因此，亟需设计一种能够一定程度克服上述缺陷的单线隧道施工风险控制方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种单线隧道施工风险控制方法，能够一定程度克服人工监测施工的滞后性，提升监测结果的准确性。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了单线隧道施工风险控制方法，包括：
获取待施工隧道的位置信息和设计信息；
根据待施工隧道的位置信息，获取待施工隧道周围预定范围内的人造物信息和自然物信息，根据人造物信息和自然物信息分别生成人造物模型和自然物模型；
根据待施工隧道的设计信息，生成待施工隧道的设计模型；
将人造物模型、自然物模型和设计模型组合形成综合三维模型，根据所述综合三维模型计算待施工隧道中各位点的预计受力信息，根据预计受力信息生成与各位点对应的预计支护结构信息；
施工过程中，实时获取施工位点信息，并将各施工位点信息对应添加至所述综合三维模型；
施工过程中，获取待施工隧道内的已施工部分各施工位点的实际支护结构信息，并将各施工位点的实际支护结构信息与所述综合三维模型中对应位点的预计支护结构信息进行比对，若误差大于预定阈值，则发出警告信息；
其中，实时获取待施工隧道内已施工部分各施工位点的地质信息、受力信息、位移信息以及图像信息，并根据地质信息、受力信息、位移信息和图像信息实时对所述综合三维模型进行修正和更新。
优选的是，所述的单线隧道施工风险控制方法，设计信息至少包括待施工隧道的轮廓信息、地质信息、长度信息。
优选的是，所述的单线隧道施工风险控制方法，人造物信息和自然物信息至少包括人造物和自然物的尺寸信息、密度信息以及与待施工隧道的相对位置信息。
优选的是，所述的单线隧道施工风险控制方法，预计支护结构信息和实际支护结构信息至少包括支护结构的自重、形式以及压力。
优选的是，所述的单线隧道施工风险控制方法，根据预计支护结构信息为基准，估算实际支护结构信息对应的实际支护结构的得分，将得分与基准的差值作为实际支护结构信息与预计支护结构信息的误差值。
优选的是，所述的单线隧道施工风险控制方法，若误差大于第一预定阈值，则发出第一警告信息，当误差大于第二预定阈值，则发出第二警告信息。
本发明还提供了单线隧道施工风险控制装置，包括：
处理器；
存储器，其存储有可执行指令；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令，以执行所述的单线隧道施工风险控制方法。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明包括通过获取待施工隧道的位置信息、设计信息以及待施工隧道周围的人造物信息和自然物信息，构建了综合三维模型，根据综合三维模型计算各位点的受力信息，根据受力信息生成预计支护结构信息，并与施工过程中实际的支护结构信息进行比对，当误差较大时，发出警告信息，提醒施工人员控制风险。本发明的监测过程几乎可以与施工过程同步，基本无滞后性，且由综合三维模型作为理论依据，准确性有所提高。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
在一种技术方案中，如图1所示，单线隧道施工风险控制方法，包括：
获取待施工隧道的位置信息和设计信息；
根据待施工隧道的位置信息，获取待施工隧道周围预定范围内的人造物信息和自然物信息，根据人造物信息和自然物信息分别生成人造物模型和自然物模型；
根据待施工隧道的设计信息，生成待施工隧道的设计模型；
将人造物模型、自然物模型和设计模型组合形成综合三维模型，根据所述综合三维模型计算待施工隧道中各位点的预计受力信息，根据预计受力信息生成与各位点对应的预计支护结构信息；
施工过程中，实时获取施工位点信息，并将各施工位点信息对应添加至所述综合三维模型；
施工过程中，获取待施工隧道内的已施工部分各施工位点的实际支护结构信息，并将各施工位点的实际支护结构信息与所述综合三维模型中对应位点的预计支护结构信息进行比对，若误差大于预定阈值，则发出警告信息；
其中，实时获取待施工隧道内已施工部分各施工位点的地质信息、受力信息、位移信息以及图像信息，并根据地质信息、受力信息、位移信息和图像信息实时对所述综合三维模型进行修正和更新。
本技术方案在具体实现过程中可以通过设置服务器、通讯模块以及各类传感器。位置信息包括待施工隧道边界的坐标，设计信息包括能够表征待施工隧道构造和受力的信息。人造物信息和自然物信息可根据位置信息，查找电子地图，结合所在区域的地理资料获得，人造物信息和自然物信息包括能够影响待施工隧道受力的一些参数，重量、形状等。根据设计信息、人造物信息、自然物信息生成综合三维模型，综合三维模型包括了隧道的设计模型以及隧道周边的自然物模型和人造物模型。根据综合三维模型，模拟计算待施工隧道中各位点的预计受力信息，并根据预计受力信息和预定的生成规则生成预计支护结构信息，支护结构包括喷射混凝土、锚杆、钢架等支护手段，预计或实际支护结构信息则是对这些支护手段的特征信息。
在实际施工过程中，实时获取施工位点信息，即位置坐标，并与综合三维模型中对应的位置对应起来。获取已施工部分各施工位点的实际支护结构信息，并与对应位点的预计支护结构信息进行比对，计算误差，当误差大于设定阈值，则发出警告信息。在不断将预计支护结构信息与实际支护结构信息进行不断比对的同时，还通过设置压力传感器、位移传感器、摄像头等，采集施工部分各施工位点的地质信息、受力信息、位移信息以及图像信息，以优化综合三维模型，进而优化各位点的预计受力信息以及对应的预计支护结构信息，使得后续的监测更加贴近实际，更加准确。
可以看出，本技术方案的监测过程几乎可以与施工过程同步，基本无滞后性，且由综合三维模型作为理论依据，准确性有所提高。
在另一些技术方案中，所述的单线隧道施工风险控制方法，设计信息至少包括待施工隧道的轮廓信息、地质信息、长度信息。本技术方案提供了设计信息的优选组成，方便生成设计模型和估算围岩载荷，进而估算受力信息。
在另一些技术方案中，所述的单线隧道施工风险控制方法，人造物信息和自然物信息至少包括人造物和自然物的尺寸信息、密度信息以及与待施工隧道的相对位置信息。本技术方案提供了人造物信息和自然物信息的优选组成，方便与设计模型组合，并方便计算对待施工隧道的受力信息。
在另一些技术方案中，所述的单线隧道施工风险控制方法，预计支护结构信息和实际支护结构信息至少包括支护结构的自重、形式以及支护结构受到的压力。本技术方案提供了支护结构信息的组成，方便估算支护结构的支护能力。
在另一些技术方案中，所述的单线隧道施工风险控制方法，根据预计支护结构信息为基准，估算实际支护结构信息对应的实际支护结构的得分，将得分与基准的差值作为实际支护结构信息与预计支护结构信息的误差值。本技术方案提供了计算实际支护结构信息与预计支护结构信息误差的方法，即以预计支护结构信息为基准，依次比对支护结构的自重、形式以及支护结构受到的压力，根据预定规则估算出实际支护结构的得分，将得分与基准比对，得出误差值。比如可以将基准设置为100，为实际支护结构信息的各部分依次打分，比如得到80，误差值即为20。
在另一些技术方案中，所述的单线隧道施工风险控制方法，若误差大于第一预定阈值，则发出第一警告信息，当误差大于第二预定阈值，则发出第二警告信息。本技术方案提供了发出警告信息的优选方案，即将警告信息分级，提醒施工人员关注更加紧迫的警告。
本发明基于相同的发明构思，还提供了单线隧道施工风险控制装置，包括：
处理器；
存储器，其存储有可执行指令；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令，以执行所述的单线隧道施工风险控制方法。本技术方案基于与单线隧道施工风险控制方法相同的发明构思得到，可参考方法部分的描述。本技术方案的装置不限于pc、终端、服务器。比如此装置可以设置在服务器中，设定程序自动执行。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明单线隧道施工风险控制方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.单线隧道施工风险控制方法，其特征在于，包括：
获取待施工隧道的位置信息和设计信息；
根据待施工隧道的位置信息，获取待施工隧道周围预定范围内的人造物信息和自然物信息，根据人造物信息和自然物信息分别生成人造物模型和自然物模型；
根据待施工隧道的设计信息，生成待施工隧道的设计模型；
将人造物模型、自然物模型和设计模型组合形成综合三维模型，根据所述综合三维模型计算待施工隧道中各位点的预计受力信息，根据预计受力信息生成与各位点对应的预计支护结构信息；
施工过程中，实时获取施工位点信息，并将各施工位点信息对应添加至所述综合三维模型；
施工过程中，获取待施工隧道内的已施工部分各施工位点的实际支护结构信息，并将各施工位点的实际支护结构信息与所述综合三维模型中对应位点的预计支护结构信息进行比对，若误差大于预定阈值，则发出警告信息；
其中，实时获取待施工隧道内已施工部分各施工位点的地质信息、受力信息、位移信息以及图像信息，并根据地质信息、受力信息、位移信息和图像信息实时对所述综合三维模型进行修正和更新。
2.如权利要求1所述的单线隧道施工风险控制方法，其特征在于，设计信息至少包括待施工隧道的轮廓信息、地质信息、长度信息。
3.如权利要求1所述的单线隧道施工风险控制方法，其特征在于，人造物信息和自然物信息至少包括人造物和自然物的尺寸信息、密度信息以及与待施工隧道的相对位置信息。
4.如权利要求1所述的单线隧道施工风险控制方法，其特征在于，预计支护结构信息和实际支护结构信息至少包括支护结构的自重、形式以及压力。
5.如权利要求4所述的单线隧道施工风险控制方法，其特征在于，根据预计支护结构信息为基准，估算实际支护结构信息对应的实际支护结构的得分，将得分与基准的差值作为实际支护结构信息与预计支护结构信息的误差值。
6.如权利要求4所述的单线隧道施工风险控制方法，其特征在于，若误差大于第一预定阈值，则发出第一警告信息，当误差大于第二预定阈值，则发出第二警告信息。
7.单线隧道施工风险控制装置，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，其存储有可执行指令；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令，以执行权利要求1～6任一所述的单线隧道施工风险控制方法。
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