[發明專利]車載式隧道全空間裂隙網絡檢測成像與預警系統及方法

有效

• 申請號: 201510036956.1
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104614781B
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 許振浩;周輪;李術才;李利平;石少帥;張乾青;張延歡;孫超群;吳靜
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01S17/89;E21F17/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種車載式隧道全空間裂隙網絡檢測成像與預警系統及方法，包括：承載車、中央電腦分析系統、綜合地質信息快速采集系統、地質雷達檢測系統以及不良地質預警系統；中央電腦分析系統、綜合地質信息快速采集系統、地質雷達檢測系統以及不良地質預警系統均設置在承載車上，綜合地質信息快速采集系統、地質雷達檢測系統以及不良地質預警系統分別與中央電腦分析系統連接。本發明有益效果：采用車載操作，效率更高，更安全，更方便；集激光掃描與數碼掃描于一體，綜合了兩種掃描系統的優點，多元化數據采集與校核，提高了數據采集的準確性，更符合實際情況。

技術領域

本發明涉及隧道全空間裂隙檢測與預警技術領域，尤其涉及一種車載式隧道全空間裂隙網絡檢測成像與預警系統及方法。

背景技術

隨著交通事業的不斷發展，山地地區需要修建很多鐵路或公路隧道。目前大多數隧道修建常采用的是鉆爆法。鉆爆法施工放炮后，在隧道掌子面附近容易形成大量裂隙，裂隙與圍巖結構面結合，形成圍巖地下水通道，容易造成圍巖掉塊、滲漏水甚至塌方等問題，嚴重威脅到施工人員人身安全以及機械損壞。傳統的裂隙檢測方法采用的是單一的數碼掃描法或激光掃描法，采集數據較單一存在多解性，精確度不高。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種車載式隧道全空間裂隙網絡檢測成像與預警系統及方法，該系統及方法能夠獲取隧道全空間裂隙網絡圖像，對于網絡模型閉合曲線區與裂隙切割破碎嚴重區域，檢測該區域地下水賦存特征、巖體切割破碎特征，發出預警。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種車載式隧道全空間裂隙網絡檢測成像與預警系統，包括：承載車、中央電腦分析系統、綜合地質信息快速采集系統、地質雷達檢測系統以及不良地質預警系統；

中央電腦分析系統：用于接收綜合地質信息快速采集系統和地質雷達檢測系統的數據并進行分析；并將分析結果反饋給不良地質預警系統；

所述綜合地質信息快速采集系統用于快速掃描隧道周壁與掌子面多元裂隙網絡信息，并把圖像數據傳送到中央電腦分析系統進行分析；

所述地質雷達檢測系統用于對檢測到的裂隙切割破碎嚴重區域或存在異常區域的進行自動探測，探測數據傳送到中央電腦分析系統進行分析；

所述不良地質預警系統用于接收中央電腦分析系統的指令，對存在不良地質賦存特征的區域發出預警信息；

所述中央電腦分析系統、綜合地質信息快速采集系統、地質雷達檢測系統以及不良地質預警系統均設置在承載車上，綜合地質信息快速采集系統、地質雷達檢測系統以及不良地質預警系統分別與中央電腦分析系統連接。

所述綜合地質信息快速采集系統包括：掌子面探測頭、拱頂探測頭、拱肩探測頭以及側壁探測頭；所述掌子面探測頭設置在承載車的車輛前端，拱頂探測頭設置在承載車的車輛頂部，拱肩探測頭設置在承載車的車輛肩兩側部，側壁探測頭分別設置在承載車的車輛左右兩側；所述掌子面探測頭、拱頂探測頭、拱肩探測頭以及側壁探測頭分別與中央電腦分析系統連接。

所述每個探測頭均包括若干激光掃描儀和若干高速攝像儀；所述激光掃描儀和高速攝像儀在探測頭的圓形端面交錯布置，其連線構成與探測頭圓形端面同心的圓形。

所述地質雷達檢測系統包括地質雷達以及可伸縮旋轉式雷達支撐；

所述可伸縮旋轉式雷達支撐固定在承載車上，所述地質雷達固定在可伸縮旋轉式雷達支撐上，并與中央電腦分析系統連接。

一種車載式隧道全空間裂隙網絡檢測成像與預警系統的工作方法，包括以下步驟：

A.打開承載車前方掌子面探測頭，掃描掌子面地質情況；