CN111650668A - 一种隧道三维超前地质预报方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开一种隧道三维超前地质预报方法及系统，涉及隧道超前地质预报技术领域，便于实现预报信息的可视化。隧道三维超前地质预报方法，包括：获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息；根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型；获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像；获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。本发明适用于铁路隧道的开挖施工。
Description
技术领域
本发明涉及隧道超前地质预报技术领域，尤其涉及一种隧道三维超前地质预报方法及系统。
背景技术
铁路隧道工程建设中的不安全因素及危险源众多，涉及面广，各因素交叉，层次复杂，对其监管不力往往导致安全事故的发生，造成重大的经济损失和负面的社会影响。在铁路隧道建设施工过程中，对不良地质体进行有效地分析和监测，认清关键的灾害要素，构建综合超前地质预报体系，从而提高对不良地质体预报的准确度，达到减少或降低施工期安全事故的目的。在科技日益发达的今天，要提高铁路隧道建设质量，保证隧道施工、运营安全，必须实时准确掌握隧道工程地质信息。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种隧道三维超前地质预报方法及系统，便于实现预报信息的可视化。
第一方面，本发明实施例提供一种隧道三维超前地质预报方法，包括：确定隧道所在地理区域；获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息；根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体；获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像；获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息，包括：获取无人机或卫星拍摄的隧道所在地理区域预定范围内的地表图像；根据所述地表图像，获取所述隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，，所述三维地貌地理信息包括：地表的褶皱信息、地表的河谷大小及走向信息、地表断层信息，地表的沟道大小及走向信息、地表的斜坡信息。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，包括：获取根据第一超前地质预报方法获得的第一超前预报数据；获取根据第二超前地质预报方法获得的第二超前预报数据；在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述第一超前预报数据相对应的第一地质特征和/或水文特征图像，以及绘制并模拟显示与所述第二超前预报数据相对应的第二地质特征和/或水文特征图像。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，包括：获取两种以上的超前地质预报方法所分别获得的超前预报数据；根据两种以上的超前地质预报方法所分别获得的超前预报数据，确定隧道内部掌子面前方预定距离内的地质特征和/或水文特征综合预测结果；根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，在根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征之后，所述方法还包括：获取隧道现场实际开挖数据；根据所述实际开挖数据，确定所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征；根据所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征，确定所述两种以上的超前地质预报方法的置信度；根据两种以上的超前地质预报方法的置信度，调整所述隧道前方下一超前预报区域的地质超前预报策略。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述的隧道三维超前地质预报方法，还包括：采用第一色系，显示第一地质特征和/或水文特征图像，采用第二色系显示第二地质特征和/或水文特征图像。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，在根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征之后，所述方法还包括：接收显示隧道掌子面前方指定位置处的预报图像显示指令；显示隧道掌子面前方指定位置处的地质特征和/或水文特征图像。
第二方面，本发明实施例还提供一种隧道三维超前地质预报系统，包括：地理区域获取模块，用于确定隧道所在地理区域；地貌信息获取模块，用于获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息；模型建立模块，用于根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体；获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像；获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述的隧道三维超前地质预报系统，还包括：超前预报策略调整模块，用于获取隧道现场实际开挖数据；根据所述实际开挖数据，确定所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征；根据所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征，确定所述两种以上的超前地质预报方法的置信度；根据两种以上的超前地质预报方法的置信度，调整所述隧道前方下一超前预报区域的地质超前预报策略。
本发明实施例提供的一种隧道三维超前地质预报方法及系统，确定隧道所在地理区域之后，获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息，根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体。获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像，获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，这样，可将预报数据相对应的地质特征和/或水文特征以图像的方式直接显示在隧道立体模型中，实现了预报信息的可视化，以便直观地观察到掌子面前方预定距离内可能存在的潜在的地质危害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一实施例隧道三维超前地质预报方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例隧道三维超前地质预报方法的部分流程示意图；
图3为本发明又一实施例隧道三维超前地质预报方法的部分流程示意图；
图4为本发明另一实施例隧道三维超前地质预报方法的流程示意图；
图5为本发明的一实施例隧道三维超前地质预报系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例隧道三维超前地质预报方法的流程示意图，参看图1，本发明实施例隧道三维超前地质预报方法，包括步骤：
S101、确定隧道所在地理区域。
可根据隧道规划设计，确定隧道所在的地理区域。
S102、获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息。
隧道所在地理区域预定范围内的地貌，是影响隧道安全施工的重要因素之一。三维地貌地理信息可包括：地表的褶皱信息、地表的河谷大小及走向信息、地表断层信息，地表的沟道大小及走向信息、地表的斜坡信息等。
隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息，可以是隧道中线两侧1-2.5km的三维地貌地理信息。
所述获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息，可包括：获取无人机或卫星拍摄的隧道所在地理区域预定范围内的地表图像；根据所述地表图像，获取所述隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息。
具体地，可通过无人机拍摄隧道所在地理区域预定范围内的地理图像信息，根据该地理图像信息提取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息。
也可在Google Sketch up平台上，通过插件从Google Earth中获取通过卫星拍摄的所述隧道所在地理区域预定范围内的地理图像信息，根据该地理图像信息提取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息。
S103、根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体。
获得的三维地貌地理信息，一方面可为隧道立体模型提高基础，另一方面可为隧道的超前预报方法的选择提供依据和参考。
可通过三维模型设计软件Google Sketch up，根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体。所述隧道位于所述地层体中。地层体包括土层和围岩层等地质和水文结构。
S104、获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像。
可结合施工进程，根据外业测绘获得隧道所在地理区域的地质基础资料，确定隧道所在地理区域的地层岩性、地质构造、围岩类别等。然后将这些地质基础信息绘制并模拟显示在隧道立体模型中的相应位置，形成具有基础地质条件的隧道立体模型。
S105、获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
本实施例中，确定隧道所在地理区域后，在获取隧道的超前预报数据，根据超前预报数据，在隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
可采用TSP超前探测法、红外探测仪超前探测法、地质雷达探测法、筒分辨电法、超前地质钻孔法等方法，探测隧道掌子面前方的地质及水文情况。获取相应的超前预报数据，根据超前预报数据，在隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
在一例子中，可采用TSP203预报系统进行TSP超前探测。TSP203预报系统是由瑞士安伯格公司研发的先进设备，主要用于隧道和地下工程灾害的超前地质预报，它能快速地对掌子面前方较大范围内的地质情况进行预报，可以弥补传统地质预报方法只能定性预报而无法对灾害进行定量预报的缺陷，为准确、定量的地质预报开辟了新的思路。
可采用红外线探测仪，对隧道前方掌子面水文地质条件进行探测，掌握掌子面前方大约范围内的富水带位置及富水情况。在隧道中，围岩每时每刻都在向外发射红外波段的电磁波，并形成红外福射场，场有密度、能量、方向等信息，通过了解岩层在向外部发射红外福射的信息，可以依此推断隧道掌子面前方岩体旳地质信息。其原理是干燥无水地层和含水地层会发射强度不同的红外辖射，通过对接收的岩体发出的红外福射强度差异和红外辖射场强的变化值来分析推断掌子面前方和洞壁四周是否含有隐伏的含水构造。
地质雷达对可溶岩段、向斜核部、侵入接触带、软硬岩接触带、断层及其影响带或超前探测发现的异常地带，进行短距离精确探测，精确查明岩溶裂隙发育的位置、规模、形态、充填状况及富水状况以及断层破碎带、裂隙发育带位置、规模、接触带岩体完整性等工程地质及水文地质条件。测线主要布置在掌子面上，正洞每个掌子面布置四条测线，四条测线呈米字型布置，以提高探测的准确性。斜井每个掌子面可布置三条测线。
可采用高分辨电法仪，对隧道前方水文地质条件进行探测，掌握掌子面前方大约范围内的富水带位置及富水情况。
超前地质钻孔法。对于隧道岩溶弱发育段，采用一孔超前探孔贯通，对于岩溶中等强烈发育及复杂地段勘察期间发现的断层破碎带、裙皱地段、沟谷地段、可溶岩与非可溶岩接触带、裂隙发育带、岩脉出露带及其他预报手段探测到的异常地段必要时采用多孔探测；重点复杂地段其他预报手段探测到的重大异常地段采用超前地质探孔进行超前验证探测。
本实施例中，确定隧道所在地理区域之后，获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息，根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体。获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像，获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，这样，可将预报数据相对应的地质特征和/或水文特征以图像的方式直接显示在隧道立体模型中，实现了预报信息的可视化，以便直观地观察到掌子面前方预定距离内可能存在的潜在的地质危害。
为了便于清楚地显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，隧道周围的岩土可做透明显示。以便更直观地观察到掌子面前方预定距离内可能存在的潜在的地质危害，及早采取有效防止措施。
参看图2，在另一实施例中，在前述实施例的基础上，所述获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，可包括：
S1051a、获取根据第一超前地质预报方法获得的第一超前预报数据；
S1052a、获取根据第二超前地质预报方法获得的第二超前预报数据；
S1053a、在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述第一超前预报数据相对应的第一地质特征和/或水文特征图像，以及绘制并模拟显示与所述第二超前预报数据相对应的第二地质特征和/或水文特征图像。
为便于更加直观地获知，不同的地质特征和/或水文特征图像是采用不同的前地质预报方法获得的，对于不同前地质预报方法获得的地质特征和/或水文特征图像，可分别采用不同的颜色显示。具体地，所述方法还可包括：采用第一色系(如蓝色系)，显示第一地质特征和/或水文特征图像，采用第二色系(如黄色系)显示第二地质特征和/或水文特征图像。其中，第一地质特征和/或水文特征图像，为根据第一超前地质预报方法获得的第一超前预报数据绘制的图像；第二地质特征和/或水文特征图像，为根据第二超前地质预报方法获得的第二超前预报数据绘制的图像。
第一超前地质预报方法和第二超前地质预报方法不同，可分别为TSP超前探测法、红外探测仪超前探测法、地质雷达探测法、筒分辨电法、超前地质钻孔法。
本实施例中，不同的超前地质预报方法获得的超前预报数据，可在所述隧道立体模型中，可分别单独绘制并模拟显示。在隧道立体模型中显示的地质特征和/或水文特征图像，与各自所对应的超前地质预报方法相关联。
在一个例子中，在隧道立体模型中显示的地质特征和/或水文特征图像中可设置探测方法标签，在方法标签关联(或存储)有对应的探测方法名称。点击方法标签，可弹出显示对应的探测方法名称，便于得知隧道立体模型中显示的地质特征和/或水文特征图像是采用哪种探测方法得到的。
在另一个例子中，可在隧道立体模型的预定位置显示多个不同的探测方法标签，每个探测方法标签关联(或存储)有一对应的探测方法名称，点击一探测方法标签，可在隧道立体模型中显示的地质特征和/或水文特征图像，再次点击该同一探测方法标签，可在隧道立体模型中隐藏对应的地质特征和/或水文特征图像。进一步地，在同一探测方法标签中，可具有不同施工推进阶段利用该探测方法进行探测的时间标签，点击一时间标签，可在隧道立体模型中显示在该时间标签所对应的时间点利用该探测方法进行探测所获得的探测数据相对应的地质特征和/或水文特征图像；点击另一时间标签，可在隧道立体模型中显示在该时间标签所对应的另一时间点利用该探测方法进行探测所获得的探测数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。更进一步，在同一探测方法标签中，可具有不同施工推进阶段利用该探测方法进行探测的全时间标签，点击该全时间标签，可在隧道立体模型中，同时显示在各不同施工推进阶段利用该探测方法进行探测所获得的探测数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
每个探测方法标签除关联(或存储)有一对应的探测方法名称外，还关联(或存储)有对应的探测方法的探测步骤和探测过程中使用的探测工具、器材和相关参数，以便可准确全面地获得当时的探测条件和探测过程，这样，在直观显示探测结果的同时，也可方便地进行探测数据的集中化管理，实现预报信息的数字化。
在接受显示第一超前地质预报方法的超前预报数据指令后，比如，用户对第一超前地质预报方法所对应的探测方法标签的点击操作，可在隧道立体模型中仅显示第一超前地质预报方法所获得的地质特征和/或水文特征图像。
由于TSP超前探测法、红外探测仪超前探测法、地质雷达探测法、筒分辨电法可能存在一定的局限性和多解性，加上面临的地质条件的复杂多变，物探往往只能提供异常区可能存在的地质灾害。此时，需要在异常区域内增加超前水平钻孔探测，对异常区内的地质情况进行直接的验证。
参看图3，在又一实施例中，在前述实施例的基础上，所述获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，可包括：
S1051b、获取两种以上的超前地质预报方法所分别获得的超前预报数据；
S1052b、根据两种以上的超前地质预报方法所分别获得的超前预报数据，确定隧道内部掌子面前方预定距离内的地质特征和/或水文特征综合预测结果；
S1053b、根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征。
本实施例中，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征，可更加准确、直观地获得掌子面围岩的岩性、岩体结构、地质构造及地下水含水情况，判断掌子面前方围岩的工程地质情况，并根据综合预报结果提出合理的措施建议。
在该实施例的基础上，进一步地，可在隧道立体模型的预定位置显示探测方法标签，探测方法标签关联(或存储)有进行综合预测所采用的各探测方法名称的组合(也可称为组合探测方法名称)，点击探测方法标签，可在隧道立体模型中显示综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征图像，再次点击该同一探测方法标签，可在隧道立体模型中隐藏综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征图像。进一步地，在探测方法标签中，可具有不同施工推进阶段利用组合探测方法进行探测的时间标签，点击一时间标签，可在隧道立体模型中显示在该时间标签所对应的时间点利用组合探测方法进行探测所获得的探测数据相对应的地质特征和/或水文特征图像；点击另一时间标签，可在隧道立体模型中显示在该时间标签所对应的另一时间点利用该组合探测方法进行探测所获得的探测数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。更进一步，在探测方法标签中，可具有不同施工推进阶段利用组合探测方法进行探测的全时间标签，点击该全时间标签，可在隧道立体模型中，同时显示在各不同施工推进阶段利用组合探测方法进行探测所获得的综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征图像。
探测方法标签除关联(或存储)有综合预测所采用的各探测方法名称的组合外，还关联(或存储)有组合探测方法中各探测方法的探测步骤和探测过程中使用的探测工具、器材和相关参数，以便可准确全面地获得当时的探测条件和探测过程，这样，在直观显示探测结果的同时，也可方便地进行探测数据的集中化管理。
参看图4，在又一实施中，在上述图1至图3所示实施例的基础上，在根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征之后，所述方法还可包括：
S106、获取隧道现场实际开挖数据；
S107、根据所述实际开挖数据，确定所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征；
S108、根据所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征，确定所述两种以上的超前地质预报方法的置信度；
S109、根据两种以上的超前地质预报方法的置信度，调整所述隧道前方下一超前预报区域的地质超前预报策略。比如，可在隧道前方下一超前预报区域的地质超前预报时，采用置信度超过预定阈值的一种或多种超前地质预报方法，以变提高超前预报的准确率，并消减不必要的预报成本。
在上述实施例的基础上，在根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征之后，所述方法还包括：
接收显示隧道掌子面前方指定位置处的预报图像显示指令；
显示隧道掌子面前方指定位置处的地质特征和/或水文特征图像。
这样，可随时直观的查看隧道掌子面前方指定位置处的地质特征和/或水文特征，为后续的作业做好预防性准备。
本发明实施例还提供一种隧道三维超前地质预报系统，包括：地理区域获取模块101、地貌信息获取模块102、模型建立模块103；其中，地理区域获取模块101，用于确定隧道所在地理区域；地貌信息获取模块102，用于获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息；模型建立模块103，用于根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体；获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像；获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
本实施例的系统，可以实现图1所示方法实施例所述的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在隧道三维超前地质预报系统的另一实施例中，在前述隧道三维超前地质预报系统实施例的基础上，隧道三维超前地质预报系统还包括：超前预报策略调整模块，用于获取隧道现场实际开挖数据；根据所述实际开挖数据，确定所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征；根据所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征，确定所述两种以上的超前地质预报方法的置信度；根据两种以上的超前地质预报方法的置信度，调整所述隧道前方下一超前预报区域的地质超前预报策略。比如，可在隧道前方下一超前预报区域的地质超前预报时，采用置信度超过预定阈值的一种或多种超前地质预报方法，以变提高超前预报的准确率，并消减不必要的预报成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
为了描述的方便，描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种隧道三维超前地质预报方法，其特征在于，包括：
确定隧道所在地理区域；
获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息；
根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体；
获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像；
获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
2.根据权利要求1所述的隧道三维超前地质预报方法，其特征在于，所述获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息，包括：
获取无人机或卫星拍摄的隧道所在地理区域预定范围内的地表图像；
根据所述地表图像，获取所述隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息。
3.根据权利要求2所述的隧道三维超前地质预报方法，其特征在于，所述三维地貌地理信息包括：地表的褶皱信息、地表的河谷大小及走向信息、地表断层信息，地表的沟道大小及走向信息、地表的斜坡信息。
4.根据权利要求2所述的隧道三维超前地质预报方法，其特征在于，所述获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，包括：
获取根据第一超前地质预报方法获得的第一超前预报数据；
获取根据第二超前地质预报方法获得的第二超前预报数据；
在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述第一超前预报数据相对应的第一地质特征和/或水文特征图像，以及绘制并模拟显示与所述第二超前预报数据相对应的第二地质特征和/或水文特征图像。
5.根据权利要求2所述的隧道三维超前地质预报方法，其特征在于，所述获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像，包括：
获取两种以上的超前地质预报方法所分别获得的超前预报数据；
根据两种以上的超前地质预报方法所分别获得的超前预报数据，确定隧道内部掌子面前方预定距离内的地质特征和/或水文特征综合预测结果；
根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征。
6.根据权利要求5所述的隧道三维超前地质预报方法，其特征在于，在根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征之后，所述方法还包括：
获取隧道现场实际开挖数据；
根据所述实际开挖数据，确定所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征；
根据所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征，确定所述两种以上的超前地质预报方法的置信度；
根据两种以上的超前地质预报方法的置信度，调整所述隧道前方下一超前预报区域的地质超前预报策略。
7.根据权利要求4或5所述的隧道三维超前地质预报方法，其特征在于，还包括：
采用第一色系，显示第一地质特征和/或水文特征图像，采用第二色系显示第二地质特征和/或水文特征图像。
8.根据权利要求4或5所述的隧道三维超前地质预报方法，其特征在于，在根据所述综合预测结果，在隧道内部掌子面前方预定距离内绘制并显示与所述综合预测结果相对应的地质特征和/或水文特征之后，所述方法还包括：
接收显示隧道掌子面前方指定位置处的预报图像显示指令；
显示隧道掌子面前方指定位置处的地质特征和/或水文特征图像。
9.一种隧道三维超前地质预报系统，其特征在于，包括：
地理区域获取模块，用于确定隧道所在地理区域；
地貌信息获取模块，用于获取隧道所在地理区域预定范围内的三维地貌地理信息；
模型建立模块，用于根据所述三维地貌地理信息，建立隧道立体模型，所述隧道立体模型具有模拟的三维地貌及位于三维地貌下方的地层体；获取所述隧道所在地理区域的地质构造及围岩类别数据，在所述隧道立体模型中的相应位置，绘制并模拟显示与所述地质构造及围岩类别数据相对应的地质构造和围岩类别图像；获取所述隧道的超前预报数据，根据所述超前预报数据，在所述隧道立体模型中，绘制并模拟显示与所述超前预报数据相对应的地质特征和/或水文特征图像。
10.根据权利要求9所述的隧道三维超前地质预报系统，其特征在于，还包括：超前预报策略调整模块，用于获取隧道现场实际开挖数据；根据所述实际开挖数据，确定所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征；根据所述隧道掌子面的实际地质特征和/或水文特征，确定所述两种以上的超前地质预报方法的置信度；根据两种以上的超前地质预报方法的置信度，调整所述隧道前方下一超前预报区域的地质超前预报策略。
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112817041A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-18 | 中铁十九局集团第六工程有限公司 | 冰碛层隧道超前地质预报方法 |
| CN114198092A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-03-18 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 一种桥梁工程地质条件的勘察方法和装置 |
| CN115793672A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-03-14 | 中国地质大学（北京） | 三维立体智慧探测机器人及其探测方法 |
| CN115859449A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-03-28 | 中铁北京工程局集团(天津)工程有限公司 | 基于地铁施工工况分析的风险评估系统 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101526629A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-09-09 | 中铁二局股份有限公司 | 一种过煤系地层隧道施工地质预报系统 |
| CN102322294A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-18 | 中铁二十局集团第一工程有限公司 | 岩溶隧道施工用综合性地质预测预报方法 |
| CN102495434A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-06-13 | 成都畅达通地下工程科技发展有限公司 | 地下工程超前地质预报的方法 |
| CN107367772A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-11-21 | 西南石油大学 | 一种预测隧道前方不良地质的超前预报方法 |
| CN107589471A (zh) * | 2017-07-13 | 2018-01-16 | 高军 | 一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法 |
| CN108050993A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-05-18 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 地面电磁法仪器野外作业区地形三维建模方法及装置 |
| CN110109895A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-08-09 | 山东大学 | 适用于tbm掘进隧道的围岩分级联合预测方法及应用 |
| CN110532952A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 四川大学 | 基于gis定位技术的洪灾风险预警及撤离系统 |
-
2020
- 2020-04-24 CN CN202010336267.3A patent/CN111650668A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101526629A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-09-09 | 中铁二局股份有限公司 | 一种过煤系地层隧道施工地质预报系统 |
| CN102322294A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-18 | 中铁二十局集团第一工程有限公司 | 岩溶隧道施工用综合性地质预测预报方法 |
| CN102495434A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-06-13 | 成都畅达通地下工程科技发展有限公司 | 地下工程超前地质预报的方法 |
| CN107589471A (zh) * | 2017-07-13 | 2018-01-16 | 高军 | 一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法 |
| CN107367772A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-11-21 | 西南石油大学 | 一种预测隧道前方不良地质的超前预报方法 |
| CN108050993A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-05-18 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 地面电磁法仪器野外作业区地形三维建模方法及装置 |
| CN110109895A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-08-09 | 山东大学 | 适用于tbm掘进隧道的围岩分级联合预测方法及应用 |
| CN110532952A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 四川大学 | 基于gis定位技术的洪灾风险预警及撤离系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张雷，董文祥，哈小平主编: "BIM技术原理及应用", 山东科学技术出版社, pages: 240 - 243 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112817041A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-18 | 中铁十九局集团第六工程有限公司 | 冰碛层隧道超前地质预报方法 |
| CN114198092A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-03-18 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 一种桥梁工程地质条件的勘察方法和装置 |
| CN115793672A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-03-14 | 中国地质大学（北京） | 三维立体智慧探测机器人及其探测方法 |
| CN115859449A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-03-28 | 中铁北京工程局集团(天津)工程有限公司 | 基于地铁施工工况分析的风险评估系统 |
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