[发明专利]隧洞异常检测方法、装置及系统

说明书

本发明提供一种隧洞异常检测方法、装置及系统，该隧洞异常检测方法包括：获取红外温度图像数据、隧洞内部温度数据和隧洞气体温湿度数据，将红外温度图像数据、隧洞内部温度数据和隧洞气体温湿度数据作为边界条件赋值至数值仿真模型的对应节点；对经过赋值的数值仿真模型进行仿真分析，得到隧洞温度场；根据隧洞力学性能数据和隧洞温度场确定隧洞温度荷载，根据隧洞温度荷载与混凝土强度数据的比较结果输出隧洞裂缝预警数据。本发明可以对全隧洞衬砌的真实温度场进行自动化分析以有效预警温度裂缝，为高寒高海拔地区的深埋长隧道的长期安全与稳定服役提供支持。

技术领域

本发明涉及隧洞检测技术领域，具体地，涉及一种隧洞异常检测方法、装置及系统。

背景技术

水电资源是具备广大开发前景的绿色能源，水电工程发挥了推动绿色低碳发展，持续改善环境质量，提升生态系统质量和稳定性的重要作用。

隧洞是水利水电关建的控制性工程。如引汉济渭引水隧洞98.30km，雅鲁藏布江下游水电开发，总规模达6000万kW，其玉松水库电站拥有6条引水隧洞，单洞长约30km。随着重点水利工程的持续推进，高寒高海拔地区需要构建大量的引水隧洞，上述隧洞均为高海拔地区深埋长隧道。受断层破碎带、软弱地层、突涌水、高地应力和复杂地温等影响，上述隧道服役地区的隧道衬砌混凝土服役条件复杂，同时引水隧洞断面巨大，衬砌混凝土属于典型的大体积混凝土结构，在地温、约束、气温变化影响下会产生较大温度梯度，进而产生贯穿性的结构裂缝，对于过水隧道来说有巨大的安全隐患，影响其服役性能和耐久性，因此对衬砌混凝土裂缝进行及时巡检和检测是必要的措施。

现有技术采用人工检视的方法检测温度裂缝，适用小洞径和可视条件较好的隧洞，但深埋长隧道洞径巨大，隧洞底部人员、设备、物料和光线等施工要素复杂，采用传统的人员巡检难以做到对大断面、长隧洞进行全方位，大面积和高效率的检测，在高海拔地区机械设备和人员作业效率也显著降低，安全隐患增加；不仅需要升降仪器辅助，还需要充足的可视环境和辅助电路照明设备，严重依赖检视人员的经验，无法有效应对隧洞围岩温变和外部气温骤变情况下的及时检测和预警，亦无法实现对大体积的围岩衬砌温度梯度的预测预警。

另外，现有技术仅关注局部区域的温度点变化，而温度裂缝则是区域温度梯度造成的，因此现有技术无法在隧洞围岩温变和外部气温骤变情况下及时检测与预警，亦无法实现对大体积围岩衬砌温度梯度的预测预警。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种隧洞异常检测方法、装置及系统，可以对全隧洞衬砌的真实温度场进行自动化分析以有效预警温度裂缝，为高寒高海拔地区的深埋长隧道的长期安全与稳定服役提供支持。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种隧洞异常检测方法，包括：

获取红外温度图像数据、隧洞内部温度数据和隧洞气体温湿度数据，将红外温度图像数据、隧洞内部温度数据和隧洞气体温湿度数据作为边界条件赋值至数值仿真模型的对应节点；

对经过赋值的数值仿真模型进行仿真分析，得到隧洞温度场；

根据隧洞力学性能数据和隧洞温度场确定隧洞温度荷载，根据隧洞温度荷载与混凝土强度数据的比较结果输出隧洞裂缝预警数据。

本发明实施例还提供一种隧洞异常检测装置，包括：

赋值模块，用于获取红外温度图像数据、隧洞内部温度数据和隧洞气体温湿度数据，将红外温度图像数据、隧洞内部温度数据和隧洞气体温湿度数据作为边界条件赋值至数值仿真模型的对应节点；

仿真分析模块，用于对经过赋值的数值仿真模型进行仿真分析，得到隧洞温度场；

预警模块，用于根据隧洞力学性能数据和隧洞温度场确定隧洞温度荷载，根据隧洞温度荷载与混凝土强度数据的比较结果输出隧洞裂缝预警数据。