[实用新型]一种隧道施工动态监测和预警系统

说明书

本实用新型属于隧道地质技术领域。一种隧道施工动态监测和预警系统及其实现方法，该系统包括超前预报单元、隧道地质分析和判断单元、隧道灾害分析单元和管理控制平台；所述超前预报单元的输出端通过无线通信模块电性连接所述隧道地质分析和判断单元，所述隧道地质分析和判断单元的输出端电性连接所述隧道灾害分析单元，所述超前预报单元、隧道地质分析和判断单元以及隧道灾害分析单元的输出端电性连接所述管理控制平台。本实用新型能够对隧道地质条件进行全面的勘查和数据分析判断，对隧道洞内的围岩变形、隧道洞内灾害等不良地质体进行实时监测和预警，减少事故发生率。

技术领域

本实用新型属于隧道地质技术领域，具体涉及一种隧道施工动态监测和预警系统。

背景技术

伴随国民经济的快速发展，近些年我国公路交通建设蓬勃发展，高速公路建设规模不断扩大。目前我国己成为世界上隧道数目最多、情况最复杂、发展最快的国家。而公路隧道施工地质条件复杂，存在很多不确定因素，施工工期会受到影响，发生突发事件的概率也不断增大。

隧道施工工作内容较多且较为复杂，在隧道开挖施工过程中经常出现突发大规模塌方、冒顶、突水、涌泥等工程事故并诱发地表塌陷、地表水资源枯竭及地表生态环境等灾害。需要应运用科学、先进系统控制理论和方法，来解决和管理这些复杂的问题，从而确保控制隧道的安全。在隧道动态施工及预警发展上，隧道施工过程的灾害预警还仍处在起步阶段，由于地质条件及灾害诱发因素的复杂性、多样性，致使灾害前兆信息较难捕捉，加之动态监测技术的不成熟和研究理论的不完善，超前地质预报工作不能够对地质条件进行全面的勘查和数据分析判断，影响了施工的正常进行。因此，对于隧道的地质勘察、地质灾害突发性及风险评估、风险源辨识及预警技术等方面展开研究成为了隧道施工中亟待解决的关键问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种隧道施工动态监测和预警系统，能够对隧道地质条件进行全面的勘查和数据分析判断，对隧道洞内的围岩变形、隧道洞内灾害等不良地质体进行实时监测和预警，减少事故发生率，消除安全隐患。

本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种隧道施工动态监测和预警系统，包括超前预报单元、隧道地质分析和判断单元、隧道灾害分析单元和管理控制平台；所述超前预报单元的输出端通过无线通信模块电性连接所述隧道地质分析和判断单元，所述隧道地质分析和判断单元的输出端电性连接所述隧道灾害分析单元，所述超前预报单元、隧道地质分析和判断单元以及隧道灾害分析单元的输出端电性连接所述管理控制平台。

进一步的，所述超前预报单元包括超前预报控制器、工程地质调查装置、物理探测装置和超前水平钻探装置；所述超前预报控制器分别与所述工程地质调查装置、超前水平钻探装置、物理探测装置电性连接。

进一步的，所述工程地质调查装置包括数码相机、激光测距仪和照明装置；所述数码相机设置在掌子面的正前方，用于完整拍摄整个掌子面的图像，所述激光测距仪与数码相机并排设置，所述照明装置设置在数码相机的非成像区域。

进一步的，超前水平钻探装置包括全液压钻机。

进一步的，所述物理探测装置包括地质雷达探测器、地震波探测仪、陆地声纳仪及红外线探测仪。

进一步的，所述管理控制平台包括显示器、数据存储器、报警器和管理控制器；所述显示器、数据存储器、报警器分别与所述管理控制器电性连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型的隧道施工动态监测和预警系统勘探形式多样且结果准确。通过无线传输技术，把超前预报单元、隧道地质分析和判断单元、隧道灾害分析单元和管理控制平台形成一体化的监测预警系统，提前对灾害进行评估预测并进行预警。