一种多模盾构机在复合地层中的模式转换系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及隧道掘进装备技术领域，特别是一种多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，包括预测层、感知层、数据总线层、决策层及执行层：预测层通过TSP超前地质预报与红外探水仪获取前方地质与水文信息；感知层集成多传感器采集掘进参数，经数据融合算法处理；数据总线层基于分布式流处理平台实现数据时空对齐；决策层采用CNN+模糊逻辑+强化学习混合模型生成转换指令；执行层驱动执行机构完成EPB/SPB/TBM模式转换，并通过反馈修正保障安全性。本发明专利技术实现了模式转换的自适应决策与无缝执行，显著缩短转换时间，降低刀具磨损，提升复合地层施工效率与安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道掘进装备，特别是一种多模盾构机在复合地层中的模式转换系统及方法。

技术介绍

1、随着城市地下空间开发向复杂地质条件区域延伸，多模盾构机因能适应软硬岩交替、溶洞、断裂带等复合地层而成为核心装备。多模盾构机主要分为双模盾构机和三模盾构机两大类，双模盾构机又分为土压平衡epb/硬岩掘进tbm双模盾构、土压平衡epb/泥水平衡spb双模盾构、泥水平衡spb/硬岩掘进tbm双模盾构。土压平衡epb/spb双模盾构，结合土压平衡与泥水平衡两种压力控制模式，通过转换排渣系统实现模式转换，黏土、粉土等低渗透性地层，通过土仓压力平衡开挖面，砂层、砾石层等高渗透性或高水压地层，利用泥浆循环稳定开挖面。epb/tbm双模盾构，兼具土压平衡与硬岩掘进功能，通过更换刀盘或调整推力系统实现模式转换，软岩、风化岩及软土复合地层采用土压模式，全断面硬岩地层采用tbm模式。spb/tbm双模盾构集成泥水循环与硬岩破岩功能，适用于高水压硬岩与渗透性软土交替地层。三模盾构机是在双模基础上进一步集成三种模式，实现极端复杂地层的全适应性掘进，在有限空间内兼容泥浆循环、螺旋排渣及滚本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于，包括预测层：包括超前探测模块，用于获取盾构机前方预设范围内的地质结构特征及水文信息；

2.如权利要求1所述的多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于：所述超前探测模块包括超前地质预报设备和红外探水仪，所述超前地质预报设备能探测前方至少100m，所述红外探水仪能识别前方至少30m范围内的断层含水量信息。

3.如权利要求1所述的多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于：所述实时监测模块包括刀盘扭矩传感器、推进速度传感器、土仓压力传感器及渗水量监测仪；

4.如权利要求1所述的多模盾构机...

【技术特征摘要】

1.一种多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于，包括预测层：包括超前探测模块，用于获取盾构机前方预设范围内的地质结构特征及水文信息；

2.如权利要求1所述的多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于：所述超前探测模块包括超前地质预报设备和红外探水仪，所述超前地质预报设备能探测前方至少100m，所述红外探水仪能识别前方至少30m范围内的断层含水量信息。

3.如权利要求1所述的多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于：所述实时监测模块包括刀盘扭矩传感器、推进速度传感器、土仓压力传感器及渗水量监测仪；

4.如权利要求1所述的多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于：所述数据总线层采用分布式流处理平台实现数据集成，所述分布式流处理平台为apache kafka平台，并通过以下方式实现数据对齐：

5.如权利要求1所述的多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于：所述混合模型的算法包括：

6.如权利要求1所述的多模盾构机在复合地层中的模式转换系统，其特征在于：所述执行层包括指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙伟，蒋桂山，刘超尹，周凯，卢高明，江益辉，杨延栋，卢智勇，董聪慧，许自文，
申请(专利权)人：中铁南方投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：