【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道施工，具体涉及一种基于bim的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法。
技术介绍
1、盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
2、膨胀岩我国分布广泛，膨胀力作用导致隧道衬砌结构破坏现象时有发生，不仅严重威胁隧道运营安全，而且生成巨大的经济损失。膨胀岩空间分布具有变异性和不均匀性，反映到隧道工程中，既隧道往往并非全断面处于膨胀岩地层中，当膨胀岩发生膨胀时，使隧道衬砌结构处于局部荷载增加的状态，威胁隧道结构安全。
3、现有研究主要针对隧道施工中围岩压力和衬砌的内力与变形进行了监测。通过在隧道内设置传感器等监测设备，并通过专用软件进行实时监测和数据分析，从而实现对隧道施工过程中各项参数的自动化监测。需要多点位分析，监测过程复杂，降低了隧道施工质量和效率，不能预测膨胀岩的膨胀效果，不能预测评估隧道断面盾构效果。
4、因此，如何提供一种盾构隧道施工分析方法，使其能预测膨胀岩的膨胀效果，预测评估隧道断面盾构效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种基于bim的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，以解决现有技术中由于需要多点位分析而导致的监测过程复杂的问题。
2、
3、一种基于bim的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：开启盾构机，掘进泥岩土层建立隧道断面，并在掘进过程中实时获取隧道断面的土层特征信息；
5、步骤s2：基于实时获取的隧道断面的土层特征信息，确定隧道断面受膨胀土层影响的预设权重；
6、步骤s3：基于隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，结合天气预测信息，预测隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力；
7、步骤s4：获取隧道断面附近的建筑信息，预测隧道施工完成前隧道断面的下沉深度；
8、步骤s5：基于预测得到的隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力和隧道断面的下沉深度，预测评估隧道断面盾构效果。
9、进一步地，所述步骤s1中，实时获取隧道断面的土层特征信息，具体包括以下步骤：
10、步骤s101：获取隧道断面的土层剖面，得到土层种类和土层厚度；
11、步骤s102：基于隧道断面在土层剖面的位置，获取覆盖在隧道断面上的土层种类和土层厚度；
12、步骤s103：基于隧道断面在土层剖面的位置，获取隧道断面穿过的土层种类和土层厚度；
13、步骤s104：基于隧道断面在土层剖面的位置，获取位于隧道断面下的土层种类和土层厚度。
14、进一步地，所述步骤s2中，基于实时获取的隧道断面的土层特征信息，确定隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，具体包括以下步骤：
15、步骤s201：基于获取的隧道断面的土层剖面，判断膨胀土层与隧道断面的位置情况；
16、步骤s202：如果膨胀土层位于隧道断面的上方，确定隧道断面受膨胀土层影响的第一预设权重；
17、步骤s203：如果膨胀土层穿过隧道断面，确定隧道断面受膨胀土层影响的第二预设权重；
18、步骤s204：如果膨胀土层位于隧道断面的下方，确定隧道断面受膨胀土层影响的第三预设权重。
19、进一步地，所述步骤s3中，基于隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，结合天气预测信息，预测隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力，具体包括以下步骤：
20、步骤s301：基于天气预测信息，预测盾构施工完成前多个时间段的降水量；
21、步骤s302：获取膨胀土层的土层种类，确定膨胀率；
22、步骤s303：基于确定的预设权重、降水量、膨胀率和膨胀土层厚度，根据第一预测评估函数，预测隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力。
23、进一步地，所述第一预测评估函数为：
24、；
25、其中，为隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力，为隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，为膨胀土层的膨胀率，为多个时间段内的平均降水量，为盾构施工完成前的时间，为膨胀土层厚度。
26、进一步地，所述步骤s4中，获取隧道断面附近的建筑信息，预测隧道施工完成前隧道断面的下沉深度，具体包括以下步骤：
27、步骤s401：基于地图影像数据库，沿隧道断面，获取周边建筑的信息和分布密度；
28、步骤s402：基于周边建筑所处的土质信息，根据第二预测评估函数，预测隧道施工完成前隧道断面的下沉深度。
29、进一步地，所述第二预测评估函数为：
30、；
31、其中，为隧道施工完成前隧道断面的下沉深度，为周边建筑所处的土质信息对应的预设权重，为周边建筑的第个信息的信息预测函数，为周边建筑的第个信息的特征值，的取值范围为大于等于1小于等于的整数，为周边建筑的信息的参数个数，为周边建筑的分布密度。
32、进一步地，所述步骤s5中，基于预测得到的隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力和隧道断面的下沉深度，根据盾构预测评估函数，预测评估隧道断面盾构效果，所述盾构预测评估函数为：
33、；
34、其中，为盾构预测评估值，为荷载力对应的预设权重，为隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力，为下沉深度对应的预设权重，为隧道施工完成前隧道断面的下沉深度。
35、进一步地，还包括步骤s6，根据预测评估的隧道断面盾构效果，对隧道断面的异常位置进行注浆修补，具体包括以下步骤：
36、步骤s601：将隧道断面按里程划分，获取每段里程的隧道断面的盾构预测评估值，绘制盾构预测评估值-里程图像，得到监测曲线；
37、步骤s602：在盾构预测评估值-里程图像上绘制标准线，获取高于标准线的监测曲线上的坐标点；
38、步骤s603：获取高于标准线的监测曲线上的坐标点的异常里程坐标；
39、步骤s604：基于异常里程坐标，对隧道断面的异常位置进行注浆修补。
40、本专利技术具有如下优点：
41、本申请开启盾构机，掘进泥岩土层建立隧道断面，并在掘进过程中实时获取隧道断面的土层特征信息；基于实时获取的隧道断面的土层特征信息，确定隧道断面受膨胀土层影响的预设权重；基于隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，结合天气预测信息，预测隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力；获取隧道断面附近的建筑信息，预测隧道施工完成前隧道断面的下沉深度；基于预测得到的隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力和隧道断面的下沉深度，预测评估隧道断面盾构效果。
42、本申请考虑了隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力，同时分析预测了受建筑影响隧道断面的下沉深度，与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述步骤S1中，实时获取隧道断面的土层特征信息，具体包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述步骤S2中，基于实时获取的隧道断面的土层特征信息，确定隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，具体包括以下步骤：
4.如权利要求1所述的基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述步骤S3中，基于隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，结合天气预测信息，预测隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力，具体包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述第一预测评估函数为：
6.如权利要求1所述的基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，获取隧道断面附近的建筑信息，预测隧道施工完成前隧道断面的下沉深度，具体包括以下
7.如权利要求6所述的基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述第二预测评估函数为：
8.如权利要求1所述的基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述步骤S5中，基于预测得到的隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力和隧道断面的下沉深度，根据盾构预测评估函数，预测评估隧道断面盾构效果，所述盾构预测评估函数为：
9.如权利要求1所述的基于BIM的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，还包括步骤S6，根据预测评估的隧道断面盾构效果，对隧道断面的异常位置进行注浆修补，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于bim的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于bim的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述步骤s1中，实时获取隧道断面的土层特征信息，具体包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的基于bim的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述步骤s2中，基于实时获取的隧道断面的土层特征信息，确定隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，具体包括以下步骤：
4.如权利要求1所述的基于bim的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述步骤s3中，基于隧道断面受膨胀土层影响的预设权重，结合天气预测信息，预测隧道断面受膨胀土层挤压的荷载力，具体包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的基于bim的中风化膨胀性泥岩盾构隧道施工分析方法，其特征在于，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹波，于勇，李胜利，莫雁冰，蓝建荣，余祖鑫，杨武平，董方晏，
申请(专利权)人：深圳市云图华祥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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