一种抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法技术

本发明专利技术公开了一种抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法，包括确定抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应性指标，构造递阶层次图；分别建立基准层与目标层和指标层的成对比较表；将成对比较表转化为成对比较矩阵；分别计算指标层各元素的总权重和计算各指标F1～F

【技术实现步骤摘要】
一种抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法


[0001]本专利技术涉及抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进施工
，具体涉及一种抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法。

技术介绍

[0002]全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine，简称TBM)集液压、控制、机械、激光等技术为一体，可实现高机械化、自动化开挖和支护隧洞，因其掘进速度快、施工环保性好、施工精度高和综合效益可观等优点，近年来被广泛应用于水利水电、公路工程、铁路工程、城市轨道交通和油气管道等工程建设中。随着隧洞施工的长度越来越长，TBM施工的优势也越来越明显，采用TBM施工已经成为长隧洞建设的必然趋势。进一步地，抽水蓄能电站作为新能源技术发展的重要组成部分，可以有效提高电网运行的协调性以及电网运行的安全稳定性；抽水蓄能电站工程是小转弯半径TBM施工应用的新兴领域，相比于传统的引水隧洞，抽水蓄能电站工程具有线路曲线小、频繁过站、场地环境受限等特点，以往的TBM设计施工经验不再具有普遍适用性，因此亟待开展有关引水、抽水蓄能等隧洞工程的小转弯半径TBM掘进施工适应度的相关计算，便于对TBM的掘进适应性进行科学评价。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法，可计算和评价小转弯半径TBM在抽水蓄能电站工作中掘进施工的适应性。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法，包括以下步骤：(1)确定抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应性指标，构造递阶层次图；所述递阶层次图包括目标层、基准层和指标层；所述目标层为计算抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度(S)，所述基准层包括TBM掘进施工参数Q1、工程地质条件Q2、复杂地质问题Q3和施工技术与管理水平Q4，所述指标层分别包括基准层各项所属元素，即Q1包括TBM掘进速度F1、TBM掘进推力F2、TBM掘进刀盘转速F3和TBM掘进刀盘扭矩F4，Q2包括围岩单轴抗压强度F5、围岩完整性F6、围岩磨蚀性F7、围岩石英含量F8、地层地应力F9和隧洞埋深F
10
，Q3包括地层断层破碎带F
11
、围岩大变形F
12
、地层岩爆F
13
、复合地层F
14
、隧洞突通水F
15
、围岩透水率F
16
、环境温度F
17
和有害气体F
18
，Q4包括施工技术水平F
19
和施工管理水平F
20
。
[0006](2)分别建立基准层与目标层和指标层的成对比较表；
[0007](3)将步骤(2)中的成对比较表转化为成对比较矩阵；
[0008](4)计算指标层各元素的总权重；
[0009](5)计算各指标F1～F
20
的隶属度；
[0010](6)计算抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度S，
[0011]P＝ω
·
F
T
[0012]其中，ω＝(ν1′
ω1′…
ν1′
ω4′ꢀ
ν2′
ω5′…
ν2′
ω
10
′ꢀ
ν3′
ω
11
′…
ν3′
ω
18
′ꢀ
ν4′
ω
19
′ꢀ
ν4′
ω
20
′
)，F＝(F1(x1) F2(x2)
…
F
20
(x
20
))。
[0013]优选的，步骤(2)中的基准层和目标层的成对比较表为：
[0014]表1基准层和目标层的成对比较表
[0015][0016][0017]表中，a
ij
分别为基准层各元素Q
i
之间的重要性评价尺度，其中，a
ij
≥0，a
ij
＝1/a
ji
，a
ii
＝1。
[0018]重要性评价尺度依据社会调查、专家意见等进行统计分析后，根据下表确定。
[0019]表2重要性评价尺度表
[0020][0021][0022]优选的，步骤(2)中的基准层和指标层的成对比较表Q
i
‑
F分别为：
[0023]表3指标层与基准层成对比较表(Q1
‑
F)
[0024]Q1‑
FF1F2F3F4F1b
11
b
12
b
13
b
14
F2b
21
b
22
b
23
b
24
F3b
31
b
32
b
33
b
34
F4b
41
b
42
b
43
b
44
[0025]表4指标层与基准层成对比较表(Q2‑
F)
[0026]Q2‑
FF5F6F7F8F9F
10
F5c
11
c
12
c
13
c
14
c
15
c
16
F6c
21
c
22
c
23
c
24
c
25
c
26
F7c
31
c
32
c
33
c
34
c
35
c
36
F8c
41
c
42
c
43
c
44
c
45
c
46
F9c
51
c
52
c
53
c
54
c
55
c
56
F
10
c
61
c
62
c
63
c
64
c
65
c
66
[0027]表5指标层与基准层成对比较表(Q3‑
F)
[0028]Q3‑
FF
11
F
12
F
13
F
14
F
15
F
16
F
17
F
18
F
11<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应性指标，构造递阶层次图；所述递阶层次图包括目标层、基准层和指标层；所述目标层为计算抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度S，所述基准层包括TBM掘进施工参数Q1、工程地质条件Q2、复杂地质问题Q3和施工技术与管理水平Q4，所述指标层分别包括基准层各项所属元素，即Q1包括TBM掘进速度F1、TBM掘进推力F2、TBM掘进刀盘转速F3和TBM掘进刀盘扭矩F4，Q2包括围岩单轴抗压强度F5、围岩完整性F6、围岩磨蚀性F7、围岩石英含量F8、地层地应力F9和隧洞埋深F
10
，Q3包括地层断层破碎带F
11
、围岩大变形F
12
、地层岩爆F
13
、复合地层F
14
、隧洞突通水F
15
、围岩透水率F
16
、环境温度F
17
和有害气体F
18
，Q4包括施工技术水平F
19
和施工管理水平F
20
。(2)分别建立基准层与目标层和指标层的成对比较表；(3)将步骤(2)中的成对比较表转化为成对比较矩阵；(4)计算指标层各元素的总权重；(5)计算各指标F1～F
20
的隶属度；(6)计算抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度P，P＝ω
·
F
T
其中，ω＝(ν1′
ω1′ꢀ…ꢀ
ν1′
ω4′ꢀ
ν2′
ω5′ꢀ…ꢀ
ν2′
ω
10
′ꢀ
ν3′
ω
11
′ꢀ…ꢀ
ν3′
ω
18
′ꢀ
ν4′
ω
19
′ꢀ
ν4′
ω
20
′
)，F＝(F1(x1) F2(x2)
ꢀ…ꢀ
F
20
(x
20
))。2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法，其特征在于，步骤(2)中的基准层和目标层的成对比较表为：S
‑
QQ1Q2Q3Q4Q1a
11
a
12
a
13
a
14
Q2a
21
a
22
a
23
a
24
Q3a
31
a
32
a
33
a
34
Q4a
41
a
42
a
43
a
44
表中，a
ij
分别为基准层各元素Q
i
之间的重要性评价尺度，其中，a
ij
≥0，a
ij
＝1/a
ji
，a
ii
＝1。3.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法，其特征在于，步骤(2)中的基准层和指标层的成对比较表Q
i
‑
F分别为：Q1‑
FF1F2F3F4F1b
11
b
12
b
13
b
14
F2b
21
b
22
b
23
b
24
F3b
31
b
32
b
33
b
34
F4b
41
b
42
b
43
b
44
Q2‑
FF5F6F7F8F9F
10
F5c
11
c
12
c
13
c
14
c
15
c
16
F6c
21
c
22
c
23
c
24
c
25
c
26
F7c
31
c
32
c
33
c
34
c
35
c
36
F8c
41
c
42
c
43
c
44
c
45
c
46
F9c
51
c
52
c
53
c
54
c
55
c
56
F
10
c
61
c
62
c
63
c
64
c
65
c
6666
Q4‑
FF
19
F
20
F
19
e
11
e
12
F
20
e
21
e
22
表中各元素b
ij
、c
ij
、d
ij
、e
ij
与a
ij
的定义类似。4.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法，其特征在于，步骤(3)中的所述成对比较矩阵如下：于，步骤(3)中的所述成对比较矩阵如下：于，步骤(3)中的所述成对比较矩阵如下：
5.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站小转弯半径TBM掘进适应度计算方法，其特征在于，步骤(4)中指标层各元素的总权重计算方法如下：
①
分别计算成对比较矩阵A＝(a
ij
)4×4、B＝(b
ij
)4×4、C＝(C
ij
)6×6、D＝(d
ij
)8×8、E＝(e
ij
)2×2的最大特征根λ
A,max
、λ
B,max
、λ
C,max
、λ
D,max
、λ
E,max
及其对应的特征向量ν
A
＝(ν1,ν2,ν3,ν4)、ω
B
＝(ω1,ω2,ω3,ω4)、ω
C
＝(ω5,ω6,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，赵毅锋，任韬哲，吴强，茹松楠，潘福营，吕风英，杜克楠，凌超，王亮春，杨光，李云龙，刘君成，郑雪琴，王昱，刘家俊，王俊杰，
申请(专利权)人：国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院安徽桐城抽水蓄能有限公司盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：