(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221076913 6.3 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 中国建筑土木建设有限公司 地址 100068 北京市丰台区金泽西路2号院 1号楼26、 27层 (72)发明人 刘斌　刘岩　温井泉　陶益胜　 孙世勇　王奇彪　田发　杨家宁　 姚天赐　马恒申　 (74)专利代理 机构 上海唯源专利代理有限公司 31229 专利代理师 曾耀先 (51)Int.Cl. E21D 9/00(2006.01) E21D 11/00(2006.01) G01B 11/24(2006.01)G01D 21/02(2006.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 隧道的施工方法 (57)摘要 本发明提供了一种隧道的施工方法， 包括如 下步骤： 进行地质勘察， 以采集土体的地质数据， 并根据地质数据制定施工方案； 将待施工隧道划 分为若干 单元段； 开挖第N个单元段的土方， 并施 工形成支护层， 采集第N个单元段的支护层的强 度数据； 提供三维激光扫描仪， 扫描第N个单元段 并生成三维模型， 将三维模型和标准模型比对， 以采集第N个单元段的变形数据； 当强度数据高 于设定值时且变形数据低于设定值时， 开挖第N+ 1个单元段的土方。 本发明全方位采集隧道施工 中的数据， 并根据该些数据生成的报告进行科 学、 可视化的施工指导， 提高了隧道施工的安全 性。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 115182736 A 2022.10.14 CN 115182736 A 1.一种隧道的施工方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1， 对待施工隧道的区域内的土体进行地质勘察， 以采集所述土体的地质数据， 并根据 所述地质数据制定施工方案； S2， 将待施工隧道划分为若干单 元段； S3， 开挖第N个单元段的土方， 并施工形成支护层， 采集第N个单元段的支护层的强度数 据， 此时N ＝1； S4， 提供三维激光扫描仪， 扫描第N个单元段并生成三维模型， 将所述三维模型和隧道 的标准模型比对， 以获得第N个单 元段的变形 数据； S5， 当所述强度数据高于设定强度值且所述变形数据低于设定变形值时， 开挖第N+1个 单元段的土方， 并施工形成支护层， 采集第N+1个单 元段的支护层的强度数据； 令N＝N+1并重复S4～S5， 直至开挖完所有的单 元段以形成隧道。 2.根据权利要求1所述的隧道 的施工方法， 其特征在于， 通过TSP超前地质预报系统采 集所述土体的地质数据。 3.根据权利要求2所述的隧道的施工方法， 其特征在于， 所述地质数据包括水文数据、 地形数据、 地貌数据、 温度、 湿度、 抗震数据以及围岩强度数据。 4.根据权利要求3所述的隧道的施工方法， 其特征在于， 将所述围岩 强度数据与待施工 隧道的区域的设计围岩强度数据以对， 当所述围岩强度数据低于所述设计围岩强度数据 时， 于待施工隧道的区域内施工形成外支护。 5.根据权利要求3所述的隧道的施工方法， 其特 征在于， 采集所述 抗震数据时， 还 包括： 提供若干接收器， 将所述接收器间隔埋设于待施工 隧道的区域内， 并于所述待施工 隧 道的区域内间隔设置若干起爆点， 引爆所述 起爆点以使得 所述接收器采集所述 抗震数据。 6.根据权利要求3所述的隧道的施工方法， 其特征在于， 通过地质雷达仪采集所述水文 数据、 地形 数据以及地貌数据。 7.根据权利要求1所述的隧道的施工方法， 其特征在于， 施工形成第N个所述单元段的 支护层后， 还 包括： 采集所述支护层受到的压力值数据， 当所述压力值数据达到设定压力值且在一定时间 内处于设定范围内时， 于所述支护层的内壁施工形成仰拱和二衬。 8.根据权利要求1所述的隧道的施工方法， 其特 征在于， 还 包括： 于所述支护层的内壁间隔设置若干的采样点； 提供若干检测器， 将所述检测器对应设置于所述采样点， 以采集所述支护层的强度数 据。 9.根据权利要求1所述的隧道的施工方法， 其特征在于， 还包括利用所述三维激光扫描 仪扫描所述第N个单元段以得到隧道内壁的若干点云数据， 根据所述点云数据以生成所述 三维模型。 10.根据权利要求9所述的隧道的施工方法， 其特 征在于， 还 包括： 生成所述 三维模型 前， 将所述 点云数据进行配准、 切片提取以及拟合； 生成所述三维模型后， 将所述三维模型和隧道的标准模型比对 并将所述点云数据进行 变形数据提取。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115182736 A 2隧道的施工方 法 技术领域 [0001]本发明涉及隧道 施工技术领域， 尤其涉及一种隧道的施工方法。 背景技术 [0002]目前建筑领域隧道工程应用较为普遍， 浅埋、 偏压、 大断面、 多孔隧道也随之越来 越多， 隧道 开挖可能面临软弱破碎围岩、 滑坡、 岩溶等不良地质情况。 在隧道施工过程中， 围 岩的变形情况对隧道工程整体修建至关重要， 所以施工过程中的预防及监测技术方法也显 得尤为重要。 目前现在 普遍应用的是围岩监控量测或超前地质预报或感应系统监测的单一 处理方法， 如CN114323091A中利用传感器测量数据并传入信号处理器， 根据采集到的数据 以指导隧道施工， 这种监测方法单一， 很难反映隧道全方位的数据， 隧道施工中很容易 发生 安全事故。 发明内容 [0003]鉴于上述情况， 本发明提供一种隧道的施工方法， 解决了传统施工中监测不全面 且安全隐患大的技术问题， 通过利用地质勘察、 分段监控量测技术以及三 维立体扫描技术， 从而全方位采集隧道施工中的数据， 并根据该些数据生成的报告进行科学、 可视化的施工 指导， 提高了隧道 施工的安全性。 [0004]为实现上述目的， 本发明采取的技 术方案是： [0005]一种隧道的施工方法， 包括如下步骤： [0006]S1， 对待施工隧道的区域内的土体进行地质勘察， 以采集所述土体的地质数据， 并 根据地质数据制定施工方案； [0007]S2， 将待施工隧道划分为若干单 元段； [0008]S3， 开挖第N个单元段的土方， 并施工形成支护层， 采集第N个单元段的支护层的强 度数据， 此时N ＝1； [0009]S4， 提供三维激光扫描仪， 扫描第N个单元段并生成三维模型， 将三维模型和隧道 的标准模型比对， 以获得第N个单 元段的变形 数据； [0010]S5， 当强度数据高于设定 强度值且变形数据低于设定变形值时， 开挖第N+1个单元 段的土方， 并施工形成支护层， 采集第N+1个单 元段的支护层的强度数据； [0011]令N＝N+1并重复S4～S5， 直至开挖完所有的单 元段以形成隧道。 [0012]本发明隧道的施工方法的进一步改进在于， 通过TSP超前地质预报系统采集所述 土体的地质数据。 [0013]本发明隧道的施工方法的进一步改进在于， 地质数据包括水文数据、 地形数据、 地 貌数据、 温度、 湿度、 抗震数据以及围岩强度数据。 [0014]本发明隧道的施工方法的进一步改进在于， 将围岩强度数据与待施工隧道的区域 的设计围岩强度数据以对， 当围岩强度数据低于设计围岩强度数据时， 于待施工隧道的区 域内施工形成外支护。说　明　书 1/6 页 3 CN 115182736 A 3