[发明专利]一种隧道三维超前地质预报系统和方法

说明书

本申请的技术方案提供了一种隧道三维超前地质预报系统，包括：炮点，位于隧道掌子面两侧的第一边墙和第二边墙上，与隧道掌子面之间存在有第一预设距离；多个炮点在第一边墙上呈阵列排布，且多个炮点在第二边墙上呈阵列式排布；检波点，位于隧道的内侧壁，多个检波点在与隧道的横截面平行的方向上形成检波点排布环，距离隧道掌子面最近的检波点排布环和距离隧道掌子面最远的炮点之间存在第二预设距离；不同的检波点排布环与隧道掌子面之间的距离不同；炮点激发模组，用于激发炮点产生振动波；数据采集模组，与检波点对应设置，用于检测炮点被激发产生的振动波，采集检波点的振动信号。

技术领域

本发明实施例涉及测量技术领域，尤其涉及一种超前地质预报系统和方法。

背景技术

在隧道施工过程中，超前地质预报是一种采用地质、物探和其它勘探手段分析和预测掌子面前方工程地质、水文地质和不良地质体情况的地质勘察方法。常用的方法包括地质素描法、超前钻探法、超前导坑法和物探法，其中物探法是进行超前地质预报的主要手段，具体的包括地质雷达法、地震反射波法和瞬变电磁法等，这些方法均需要在隧道的掌子面或隧周采用一定的观测方式进行数据采集，而后进行数据分析达到超前地质预报的目的。

发明内容

本发明实施例提供一种超前地质预报系统和方法。

本公开实施例第一方面提供一种超前地质预报系统，包括：炮点，位于隧道掌子面两侧的第一边墙和第二边墙上，与所述隧道掌子面之间存在有第一预设距离；其中，多个所述炮点在所述第一边墙上呈阵列排布，且多个所述炮点在所述第二边墙上呈阵列式排布；检波点，位于隧道的内侧壁，多个所述检波点在与隧道的横截面平行的方向上形成检波点排布环，距离所述隧道掌子面最近的所述检波点排布环和距离所述隧道掌子面最远的所述炮点之间存在第二预设距离；其中，不同的所述检波点排布环与所述隧道掌子面之间的距离不同；炮点激发模组，用于激发所述炮点产生振动波；数据采集模组，与所述检波点对应设置，用于检测所述炮点被激发产生的振动波，采集所述检波点的振动信号。

在一个实施例中，所述数据处理系统还包括：数据处理器，与所述数据采集模组连接，用于根据所述数据采集模组采集的振动信号，确定所述检波点的位移信息；以及，将所述位移信息进行转换，得到预设格式的数据。

在一个实施例中，所述数据处理系统还包括：预报结果生成平台，与所述数据处理器连接，用于根据所述预设格式的数据，生成预报结果。

在一个实施例中，隧道内排布有N个所述检波点排布环，N的表达式为：N＝(L-7)/5+1

其中，L为隧道掌子面与仰拱之间的距离。

在一个实施例中，每个所述检波点排布环至少排布有4个所述检波点，其中，所述检波点排布环对应的隧道顶部、隧道底部、所述第一边墙和所述第二边墙上分别至少排布有1个所述检波点；相邻的所述检波点排布环中排布的所述检波点，错开排布。

在一个实施例中，与隧道掌子面相邻的所述炮点与隧道掌子面之间存在所述第一预设距离，所述第一预设距离包括1米至10米中的任一距离；所述炮点呈X行和Y列的形式排布在所述第一边墙和所述第二边墙上，行间距为R，列间距为K；其中，所述X和Y分别包括2至10中的任一数值，所述R和K分别包括0.5至10米中的任一距离。

在一个实施例中，所述第二预设距离为10米至50米中的任一距离。

在一个实施例中，所述数据采集模组包括：多通道激光测振模组，所述通道与所述检波点一一对应，各通道所发射的激光照射至与所述通道对应的所述检波点。

本公开实施例第二方面提供一种隧道三维超前地质预报方法，包括：激发炮点，其中，所述炮点被激发后产生振动波；检测检波点的所述振动波，得到所述检波点的振动信号，其中，所述振动信号，用于生成预报结果。