本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，具體涉及適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在地下工程中，管幕頂管施工廣泛應(yīng)用于富水軟土地層，但由于該地層的高滲透性和低承載力，施工面臨不均勻沉降、涌水和地層失穩(wěn)等問題?，F(xiàn)有技術(shù)主要依賴靜態(tài)地質(zhì)勘察和經(jīng)驗判斷，缺乏對施工過程中水文地質(zhì)變化和設(shè)備運行狀態(tài)的實時優(yōu)化與調(diào)整，導致施工風險難以預判和控制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝诉m用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)在富水軟土地層管幕施工中，缺乏復雜條件下的風險預測及方案動態(tài)優(yōu)化能力，導致施工風險高、效率低的技術(shù)問題。

2、本申請的第一個方面，提供了適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：頂管區(qū)域建模模塊，用于對富水軟土地層的管幕頂管施工區(qū)域進行建模，獲得頂管區(qū)域模型；鋼管頂進模擬施工模塊，用于基于管幕頂管預定方案，根據(jù)管幕專用頂管機對所述頂管區(qū)域模型進行鋼管頂進模擬施工，獲得頂管施工模擬數(shù)據(jù)集，所述頂管施工模擬數(shù)據(jù)集包括水文地質(zhì)變化模擬數(shù)據(jù)、頂管機運行模擬數(shù)據(jù)和頂管作業(yè)模擬數(shù)據(jù)；風險誘發(fā)特征解析模塊，用于根據(jù)所述頂管施工模擬數(shù)據(jù)集對所述管幕頂管預定方案進行風險誘發(fā)特征解析，確定頂管路徑風險誘發(fā)因子和頂管機控制風險誘發(fā)因子；預定方案優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述頂管路徑風險誘發(fā)因子和所述頂管機控制風險誘發(fā)因子優(yōu)化所述管幕頂管預定方案，獲得管幕頂管優(yōu)化方案；方案執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述管幕頂管優(yōu)化方案執(zhí)行所述富水軟土地層的管幕頂管施工。

3、本申請的第二個方面，提供了適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制方法，所述方法包括：對富水軟土地層的管幕頂管施工區(qū)域進行建模，獲得頂管區(qū)域模型；基于管幕頂管預定方案，根據(jù)管幕專用頂管機對所述頂管區(qū)域模型進行鋼管頂進模擬施工，獲得頂管施工模擬數(shù)據(jù)集，所述頂管施工模擬數(shù)據(jù)集包括水文地質(zhì)變化模擬數(shù)據(jù)、頂管機運行模擬數(shù)據(jù)和頂管作業(yè)模擬數(shù)據(jù)；根據(jù)所述頂管施工模擬數(shù)據(jù)集對所述管幕頂管預定方案進行風險誘發(fā)特征解析，確定頂管路徑風險誘發(fā)因子和頂管機控制風險誘發(fā)因子；根據(jù)所述頂管路徑風險誘發(fā)因子和所述頂管機控制風險誘發(fā)因子優(yōu)化所述管幕頂管預定方案，獲得管幕頂管優(yōu)化方案；根據(jù)所述管幕頂管優(yōu)化方案執(zhí)行所述富水軟土地層的管幕頂管施工。

4、本申請中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

5、本申請?zhí)峁┑倪m用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，通過對富水軟土地層的管幕頂管施工區(qū)域進行建模，生成頂管區(qū)域模型，并基于預定方案進行鋼管頂進模擬，獲得水文地質(zhì)變化、頂管機運行及作業(yè)數(shù)據(jù)集，通過風險誘發(fā)特征解析識別頂管路徑和頂管機控制風險因子，優(yōu)化施工方案，最終執(zhí)行優(yōu)化后的頂管施工，解決了現(xiàn)有技術(shù)在富水軟土地層管幕施工中，缺乏復雜條件下的風險預測及方案動態(tài)優(yōu)化能力，導致施工風險高、效率低的技術(shù)問題，實現(xiàn)了通過多元風險分析和動態(tài)優(yōu)化控制，實現(xiàn)對富水軟土地層管幕施工的精細化控制和風險規(guī)避，提高施工的安全性和效率的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風險誘發(fā)特征解析模塊還用于：

3.如權(quán)利要求2所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風險誘發(fā)特征解析模塊在執(zhí)行根據(jù)所述水文變化場對所述管幕頂管預定路徑進行風險誘發(fā)特征分析，確定水文誘發(fā)路徑風險因子時，還用于：

4.如權(quán)利要求3所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風險誘發(fā)特征解析模塊在執(zhí)行將所述第p位置關(guān)聯(lián)水文變化特征輸入水文風險預測模型，獲得第p水文風險預測結(jié)果時，還用于：

5.如權(quán)利要求2所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風險誘發(fā)特征解析模塊在執(zhí)行根據(jù)所述地質(zhì)變化場對所述管幕頂管預定路徑進行風險誘發(fā)特征分析，確定地質(zhì)誘發(fā)路徑風險因子時，還用于：

6.如權(quán)利要求1所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風險誘發(fā)特征解析模塊在執(zhí)行根據(jù)所述頂管施工模擬數(shù)據(jù)集對所述管幕頂管預定方案進行風險誘發(fā)特征解析，確定頂管機控制風險誘發(fā)因子時，包括：

7.如權(quán)利要求1所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風險誘發(fā)特征解析模塊還用于：

8.如權(quán)利要求1所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述頂管區(qū)域建模模塊還用于：

9.如權(quán)利要求1所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述鋼管頂進模擬施工模塊還用于：

10.適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于權(quán)利要求1至9任一項所述的適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了適用于富水軟土地層的管幕施工優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括：頂管區(qū)域建模模塊，用于對富水軟土地層進行建模；鋼管頂進模擬施工模塊，用于通過頂管機對區(qū)域模型進行模擬；風險誘發(fā)特征解析模塊，用于分析施工模擬數(shù)據(jù)，確定頂管路徑和頂管機控制風險因子；預定方案優(yōu)化模塊，用于根據(jù)風險因子優(yōu)化管幕頂管施工方案；方案執(zhí)行模塊，用于執(zhí)行管幕頂管施工。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)在富水軟土地層管幕施工中，缺乏復雜條件下的風險預測及方案動態(tài)優(yōu)化能力，導致施工風險高、效率低的技術(shù)問題，達到了通過多元風險分析和動態(tài)優(yōu)化控制，實現(xiàn)精細化控制和風險規(guī)避，提高施工的安全性和效率的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：王德龍,盧唐昌,謝勇,賈曉輝,羅浩,盧美麗,蔣大為,樊紅
受保護的技術(shù)使用者：中鐵二十五局集團第二工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15