[发明专利]基于三维数字隧道平台的隧道施工安全预警方法与系统

权利要求书

1.一种基于“三维数字隧道”平台的隧道施工安全预警方法，包括下述步骤：

（1）收集施工区域工程地质环境信息资料，包括地层岩性、断层分布、滑坡、地下水、有害气体分布等，收集隧道设计文件信息资料；

（2）基于隧道施工区域地质勘察资料以及三维地理信息系统原理，在windows 操作平台下建立施工及影响区域范围内的地层岩性、断层分布、滑坡、地下水、有害气体分布等包含诸多工程地质环境信息的区域工程环境体数据库，并基于FLAC3D软件以及岩土力学正、反分析理论构建该施工区域的“三维数字隧道”模型；

（3）在隧道掘进中初期支护下同步安装静力水准仪、压力盒、孔隙水压力计、多点位移计等数据采集传感器，采集隧道初始受力、变形、空隙水压力变形实时监测数据，并将实时监测数据传输并加载到用户计算机 “三维数字隧道”模型；

（4）“三维数字隧道”模型将得到的实测隧道变形数据，进行正、反分析，通过三维可视化系统进行展现；并将实测应力、变形值与正、反分析得到的应力、变形阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的力学稳定性进行分级预警，根据空隙水压力实测值并结合地下水动力学等水力学理论对施工区域突水可能性进行预测，所有预警信息通过“三维数字隧道”模块和与计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工管理相关人员的手机，从而完成隧道施工安全预警。

2.一种基于“三维数字隧道”平台的隧道施工安全预警系统，包括压力盒、静力水准仪、孔隙水压力计与多点位移计等传感器；其特征在于：还包括依次连接的自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及计算机；自动化数据采集仪输入端有线连接压力盒、静力水准仪、孔隙水压力计与多点位移计；自动化数据采集仪输出端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网之间依次无线信号通讯连接，计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接。