(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 202211296560.7 (22)申请日 2022.10.21 (71)申请人 中铁二院工程 集团有限责任公司 地址 610031 四川省成 都市金牛区通锦路 三号 (72)发明人 张广泽　赵思为　罗威　尹小康　 冯涛　徐正宣　魏栋华　王哲威　 宋章　林之恒　 (74)专利代理 机构 四川力久律师事务所 512 21 专利代理师 曹露 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G01V 3/26(2006.01)G01V 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种基于空地井综合勘探资料的隧道围岩 分级方法及设备 (57)摘要 本发明提供一种基于空地井综合勘探资料 的隧道围岩分级方法及设备， 包括： 预先建立航 空物探围岩分级神经网络模型与大地电磁围岩 分级神经模 型模型； 获取目标隧道围岩区域的航 空物探数据、 地面大地电磁数据以及钻探数据数 据； 将获取到的航空物探数据与地面大地电磁数 据分别输入至所述航空物探围岩分级模型与所 述大地电磁围岩分级模型， 得到第一分级结果与 第二分级结果； 基于所述钻探数据数据生成第三 分级结果； 基于数据融合算法对 所述第一分级结 果与第二分级结果、 第三分级结果进行融合， 得 到目标隧道围岩区域对应的最终围岩分级结果。 本方法从多方法、 多角度进行隧道围岩分级， 大 幅提高了隧道围岩分级结果的可靠度。 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 CN 115511001 A 2022.12.23 CN 115511001 A 1.一种基于空地井综合勘探资料的隧道围岩分级方法， 其特 征在于， 包括： 预先建立航空物探围岩分级神经网络模型与大地电磁围岩分级神经模型模型； 获取目标隧道围岩区域的航空物探数据、 地 面大地电磁数据以及钻探数据数据； 将获取到的航空物探数据与地面大地电磁数据分别输入至所述航空物探围岩分级模 型与所述大地电磁 围岩分级模型， 得到第一分级结果与第二分级结果； 基于所述钻探数据 数据生成第三分级结果； 基于数据融合算法对所述第一分级结果与第二分级结果、 第三分级结果进行融合， 得 到目标隧道围岩区域对应的最终围岩分级结果。 2.根据权利要求1所述的基于空地井综合勘探资料的隧道围岩分级方法， 其特征在于， 基于改进型卷积神经网络模型预先建立所述航空物探 围岩分级神经网络模型与大地电磁 围岩分级神经模型模型； 其中， 所述改进型 卷积神经网络模型为： 残差块采用两路并行 卷积层的卷积神经网络 。 3.根据权利要求2所述的一种方法， 其特征在于， 所述两路并行的卷积层的滤波器形状 尺寸分别为(2,8)和(4,4)。 4.根据权利要求2所述的基于空地井综合勘探资料的隧道围岩分级方法， 其特征在于， 所述基于改进型卷积神经网络模型预先建立所述航空物探 围岩分级神经网络模型与大地 电磁围岩分级神经模型模型， 包括： 获取不少于预设数量的航空物探样本数据与大地电磁样本数据， 基于改进型卷积神经网络模型构建两个初始网络， 分别利用航空物探样本数据与 大地 电磁样本数据对两个初始网络进 行训练， 得到训练完成的航空物探围岩分级神经网络模型 与大地电磁围岩分级神经模型模型。 5.根据权利要求4所述的基于空地井综合勘探资料的隧道围岩分级方法， 其特征在于， 所述预设数量 为1000。 6.根据权利要求1～5任一所述的基于空地井综合勘探资料的隧道围岩分级方法， 其特 征在于， 基于数据融合算法对所述第一分级 结果与第二分级 结果、 第三分级结果进 行融合， 包括： 构建数据融合模型， 设置所述第 一分级结果与第 二分级结果、 第三分级结果的初始权重， 其中， 所述第三分 级结果的初始权 重大于第二分级结果的权 重大于第三分级结果的权 重； 将第一分级结果与第 二分级结果、 第 三分级结果及其初始权重输入至所述数据融合模 型， 得到分级融合结果。 7.根据权利要求6所述的基于空地井综合勘探资料的隧道围岩分级方法， 其特征在于， 所述数据融合 算法采用改进型D ‑S证据理论模型， 其中， 所述改进型D ‑S证据理论模型为支持模糊支持度加权的D ‑S证据理论模型。 8.一种电子设备， 其特征在于， 包括至少一个处理器， 以及与 所述至少一个处理器通信 连接的存储器； 所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行 的指令， 所述指令被所述 至少一个处理器执行， 以使所述至少一个处理器能够执行权利要求 1至7中任一项 所述的基 于空地井综合勘探资料的隧道围岩分级方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115511001 A 2一种基于空地井综合 勘探资料的隧道围岩分级方 法及设备 技术领域 [0001]本发明涉及隧道勘察技术领域， 具体涉及 一种基于空地井综合勘探资料的隧道围 岩分级方法及设备。 背景技术 [0002]近年来随着高速铁路的发展， 尤其西南片区大瑞、 渝昆、 丽香、 滇藏等复杂构造 的 铁路隧道建设越来越多， 隧道设计工作越趋复杂。 隧道整体围岩等级变更率较其他区域明 显偏高， 引起投资增加， 给地质勘察工作带来很大压力。 另外不同的围岩等级需要采取不同 的施工工艺， 围岩等级判断不 准确将带来极大的施工风险。 [0003]现有成熟的隧道围岩分级方法通常通过综合测井以及钻探数据进行围岩分级， 但 钻探以及综合测井分级方法对专家经验依赖度较高、 并且只对钻孔范围内的地质情况有清 晰的判定， 无法做到以点到面； 另外一部分现有技术也提供了通过地面大地电磁数据进行 围岩分级的方法， 例如： 申请公开号为CN110968840A的中国专利公开的一种基于大地电磁 测深电阻率判定隧道围岩等级的方法， 包括： (1)根据已知区域的隧道围岩等级与洞身电阻 率数值样 本， 建立隧道围岩等级与电阻率区间的对应 关系模型； (2)获取待分级区域的电阻 率数值； (3)根据步骤2获得的待分级 区域的电阻率以及步骤1建立的隧道围岩等级与电阻 率区间的对应关系模型， 得出待分级区域的隧道围岩等级 该专利采用统计学方法利用隧道 围岩等级与电阻率区间的对应关系模型对隧道围岩进行分级。 [0004]但是对于位于复杂艰险地带的隧道， 隧道围岩等级会受到多因素的影响， 单一因 素的围岩分级方式可能会导致分级不准确、 且复杂山区铁路隧道围岩变更率偏高的问题， 同时围岩分级的不 准确会极大影响工程造价的准确性， 并对后期隧道 施工带来 安全风险。 发明内容 [0005]本发明的目的在于克服现有围岩分级方法分级维度单一、 准确度不高的问题， 提 供一种基于空地井综合勘探 资料的隧道围岩分级方法及设备， 本方法结合钻探以及空地井 综合物探， 从多方法、 多角度对隧道围岩进 行智能分级， 提高对复杂构造影响的山区隧道围 岩认识， 降低复杂山区铁路隧道围岩变更率。 [0006]为了实现上述发明目的， 本发明提供了以下技 术方案： [0007]一种基于空地井综合勘探资料的隧道围岩分级方法， 包括： [0008]预先建立航空物探围岩分级神经网络模型与大地电磁围岩分级神经模型模型； [0009]获取目标隧道围岩区域的航空物探数据、 地 面大地电磁数据以及钻探数据数据； [0010]将获取到的航空物探数据与地面大地电磁数据分别输入至所述航空物探围岩分 级模型与所述大地电磁围岩分级模型， 得到第一分级结果与第二分级结果； 基于所述钻探 数据数据生成第三分级结果； [0011]基于数据融合算法对所述第一分级结果与第二分级结果、 第三分级结果进行融 合， 得到目标隧道围岩区域对应的最终围岩分级结果。说　明　书 1/7 页 3 CN 115511001 A 3