[发明专利]用于隧道及地下工程突涌水灾害的监测预警系统

权利要求书

1.一种用于隧道及地下工程突涌水灾害的监测预警系统，其特征在于：包括突涌水时间倾向性预警系统、突水破裂通道定位识别系统；还包括总涌水量估算系统；还包括防突结构灾变演化阶段判识系统；

所述总涌水量估算系统包括静储量估算系统和动补给量估算系统；所述动补给量估算系统，建立隧道测区的水文地质概化模型，补给水量预测方法计算动补给量最优解；

所述防突结构灾变演化阶段判识系统包括灾变演化阶段性划分系统、阶段动态判识系统、实时阶段判识预警系统；

所述阶段动态判识系统，提出一种适用于防突结构阶段判识的数学评价模型，选取位移、渗压、应力、温度、视电阻率、微震前兆信息作为评价指标，并提出各评价指标的分级标准，建立隧道突涌水防突结构灾变演化过程的阶段判识模型；

所述突涌水时间倾向性预警系统；包括第一前兆信息监测系统、远程无线传输系统、信息融合预警系统三部分；

第一前兆信息监测系统包括传感网络系统、视频监控系统、微震监测系统；所述的远程无线传输系统与传感网络系统、视频监控系统、微震监测系统进行通讯；所述的信息融合预警系统将多途径获取的突涌水灾害多源异构进行深度融合分析与预测预警；

突水破裂通道定位识别系统，包括第二前兆信息监测系统、信息融合定位系统、突水位置判识预警系统；

第二前兆信息监测系统采集突水通道形成过程中岩体破裂产生的微震信号以及物理前兆信息；信息融合定位系统以微震信息为主，联合物理前兆信息，来判识防突结构破裂通道的位置；所述突水位置判识预警系统，根据防突结构破裂通道的位置，结合视频监控中防突结构的揭露情况，确定突涌水灾害的发生位置，为指导施工提供依据。

2.如权利要求1所述的用于隧道及地下工程突涌水灾害的监测预警系统，其特征在于：

灾变演化阶段性划分系统，是针对突涌水防突结构的灾变演化全过程，划分为平静期、发展期、突变期、灾后期四个明显的阶段；

阶段动态判识系统，建立隧道突涌水防突结构灾变演化过程的阶段判识模型；

实时阶段判识预警系统，基于监测系统获取的前兆信息，采用动态预测方法判识防突结构所处的阶段，隧道突涌水灾害的过程调控提供理论依据。

3.如权利要求2所述的用于隧道及地下工程突涌水灾害的监测预警系统，其特征在于：所述的阶段动态判识系统包括评价指标系统和阶段判识系统；

评价指标系统，选取位移、渗压、应力、温度、视电阻率、微震前兆信息作为评价指标，并提出各评价指标的分级标准；

阶段判识系统，用于防突结构阶段判识。

4.如权利要求1所述的用于隧道及地下工程突涌水灾害的监测预警系统，其特征在于：

所述的静储量估算系统，建立激发极化二次电场衰减时差与地层储水量的线性关系，根据实际工程的激发极化探测数据，计算突涌水灾害源的静储量初始值；结合隧道开挖过程中所揭露的实测数据进行不断修正线性关系，最终确定静储量的最优解。

5.如权利要求1所述的用于隧道及地下工程突涌水灾害的监测预警系统，其特征在于：所述传感网络系统，是采用传感器监测突涌水灾变演化过程中的渗压、位移、应力、温度多元前兆信息，实现多元前兆信息的实时、连续获取。

6.如权利要求1所述的用于隧道及地下工程突涌水灾害的监测预警系统，其特征在于：视频监控系统，是采用防爆摄像仪对掌子面施工过程中的地层岩性、不良地质的地质信息，以及突涌水的临灾现象进行监控。

7.如权利要求1所述的用于隧道及地下工程突涌水灾害的监测预警系统，其特征在于：微震监测系统，是采用隧道突涌水灾害专用的微震监测仪对突水通道形成过程中岩体破裂产生的微震信号进行拾取。