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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (S2): 163-173.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.S2.014
杨桂华1, 张朝禹2, *, 曾美婷1, 卢宣彤2, 何欣1, 何世永2, 甘金1
YANG Guihua1, ZHANG Chaoyu2, *, ZENG Meiting1, LU Xuantong2, HE Xin1, HE Shiyong2, GAN Jin1
摘要: 为解决钻爆法隧道施工中机械配置方案同质化、未能充分考虑围岩等级差异及碳排放影响的难题,探寻不同围岩等级下兼顾工期、成本与碳排放的最优机械配置方案,以五福隧道出口段左洞为工程背景,首先,基于围岩等级对机械配置选型的影响,将目标围岩(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级)划分为Ⅲ级与Ⅳ—Ⅴ级2大类别,并针对性地提出各施工阶段的机械配置参考表;其次,构建以工期、成本和碳排放为核心目标的多目标优化模型,并创新性地采用改进熵权法,建立12个二级指标的目标偏好权重评价体系,以量化决策者偏好;最后,应用量子粒子群优化(quantum particle swarm optimization,QPSO)算法对不同围岩等级下的机械配置方案进行求解与优化。结果表明: 1)该方法为Ⅲ级和Ⅳ—Ⅴ级围岩隧道分别生成了81种和243种机械优化配置方案。2)与原始方案相比,采用Ⅲ级围岩机械优化配置方案使工期、成本和碳排放分别减少了26.98%、17.60%和19.06%,采用Ⅳ—Ⅴ级围岩机械优化配置方案使工期、成本和碳排放分别减少了27.53%、21.11%和24.62%。