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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (S1): 236-248.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.S1.021
周泽华1, 2, 3, *, 徐有亮4, 靳宝成1, 储茂成4, 赵晓勇1, 2, 3, 鲁兴安4
ZHOU Zehua1, 2, 3, *, XU Youliang4, JIN Baocheng1, CHU Maocheng4, ZHAO Xiaoyong1, 2, 3, LU Xing’an4
摘要: 针对全断面隧道掘进机(TBM)穿越软岩变形段落时支护效率低、围岩变形风险高的问题,构建一种基于注意力卷积神经网络-长短期记忆网络(ACNN-LSTM)融合模型的风险识别方法,旨在实现软岩变形风险的精准分级预警。以某高原铁路隧道为背景,构建“感知-预测-决策”闭环控制体系。通过灰色关联分析从TBM掘进参数和地质参数中筛选核心学习数据;联合围岩变形收敛监测值与支护结构,将软岩变形风险划分为5个等级;通过CNN神经网络提取数据特征,借助注意力机制增强LSTM对时序动态的捕捉能力,实现TBM穿越软岩变形段落的风险识别。研究结果表明: ACNN-LSTM模型的整体准确率达到90.91%,宏观精确率达到90.77%,召回率达到88.66%,综合预测性能显著优于CNN-LSTM模型和LSTM模型,注意力机制能够有效提升关键特征捕获能力,减少长序列信息衰减;同一模型在不同风险等级划分方式后整体准确率不同,说明标签分类方式会影响模型性能与泛化能力; ACNN-LSTM模型可为深埋TBM隧道软岩变形段施工过程中的支护决策供数据驱动依据。