地质雷达实时检测报警系统及方法技术方案

本发明专利技术的目的是提供一种地质雷达实时检测报警系统和方法，该系统包括：发射单元，用于通过发射天线向待检测的地质带发射电磁波；接收单元，用于通过接收天线接收回波信号，所述回波信号为所述电磁波经所述地质带反射后的反射信号；信号分析单元，用于对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级；报警单元，用于根据所述地质带的风险等级进行对应的风险提示。通过本发明专利技术的地质雷达实时检测报警系统和方法，能够在隧道现场施工过程中实时检测地质带的风险等级并进行对应的报警提示，避免在现场施工中出现重大安全事故。

【技术实现步骤摘要】
地质雷达实时检测报警系统及方法
本专利技术涉及地质勘探
，具体地，涉及一种地质雷达检测报警系统以及一种地质雷达检测报警方法。
技术介绍
现有技术中在隧道施工之前，均需要进行隧道超前地质预报，预先探测隧道、隧洞等地下工程的岩土体开挖面前方的地质情况，力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，为进一步的施工提供指导，以避免施工过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等等地质灾害，保证施工的安全和顺利进行。然而，隧道超前地质预报仅仅是在隧道开挖前对地质情况进行了解，仅仅能够判断发生涌水、瓦斯突出、岩爆等等地质灾害的可能性，在隧道实时开挖过程中，如果出现突发异常情况，仍然可能导致灾害性事故。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地质雷达实时检测报警系统及一种地质雷达实时检测报警方法，以解决上述现有技术中的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种地质雷达实时检测报警装置，该装置包括：发射单元，用于通过发射天线向预定距离的待检测的地质带发射电磁波；接收单元，用于通过接收天线接收回波信号，所述回波信号为所述电磁波经所述地质带反射后的反射信号；信号分析单元，用于对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级；报警单元，用于根据所述地质带的风险等级进行对应的风险提示。具体地，所述对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级，包括：根据所述回波信号判断所述地质带的地质类别；若所述地质带的地质类别为含水带或瓦斯带，则判断所述地质带为高风险等级；否则，判断所述地质带为低风险等级。优选地，所述系统还包括：风险模拟单元，用于对高风险等级的地质带进行地质活动动态模拟；显示单元，用于对所述动态模拟的内容进行可视化呈现。优选地，所述报警单元包括报警灯和蜂鸣器，用于根据所述地质带的风险等级进行不同频率的声光提示。优选地，所述信号分析单元还用于调整所述电磁波的发射频率。另一方面，本专利技术还提供一种地质雷达实时检测报警方法，用于隧道现场施工，该方法包括：向待检测的地质带发射电磁波并接收回波信号，所述回波信号为所述电磁波经所述地质带反射后的反射信号；对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级；根据所述地质带的风险等级进行对应的风险提示。优选地，所述对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级，包括：根据所述回波信号判断所述地质带的地质类别；若所述地质带的地质类别为含水带或瓦斯带，则判断所述地质带为高风险等级；否则，判断所述地质带为低风险等级。优选地，所述方法还包括：对高风险等级的地质带进行地质活动动态模拟；以及对所述动态模拟的内容进行可视化呈现。优选地，所述根据所述地质带的风险等级进行对应的风险提示，包括：根据所述地质带的风险等级进行不同频率的声光提示。优选地，所述方法还包括：对所述电磁波的发射频率进行调节。本专利技术的地质雷达实时检测报警方法，在隧道挖掘施工过程中，通过向待检测的地质带发射电磁波以及接收回波信号来判断所述地质带的风险等级，进而根据风险等级进行对应的风险提示，能够在施工过程中快速判断前方地质带的岩体性质，例如是否属于容易发生涌水的高风险含水带或发生爆炸的高风险瓦斯带，进而对应提示现场操作人员是否立即停止操作或持续开挖，避免实时开挖过程中出现突发异常情况而导致灾害性事故，保证实时施工的安全性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施方式提供的一种地质雷达实时检测报警方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，根据本专利技术的技术方案，地质雷达实时检测报警系统主要包含以下单元：发射单元，用于通过发射天线向待检测的地质带发射电磁波；接收单元，用于通过接收天线接收回波信号，所述回波信号为所述电磁波经所述地质带反射后的反射信号。所述发射单元包括地质雷达发射器，用于发射高频电磁波，所述接收单元包括地质雷达接收器，接收来自地质带的回波信号；地质雷达的地质带检测原理是通过发射天线发射高频率的宽频带短脉冲电磁波，利用广谱电磁波确定不同介质分布。为了接收一定的电磁波频率，所述接收单元包括低通滤波器。信号分析单元，用于对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级；报警单元，用于根据所述地质带的风险等级进行对应的风险提示。具体地，电磁波在地质带中传播时，利用电磁波传播规律，根据接收到的双程走时、幅度和波形等资料，探测地质带结构、构造和埋设物；反射信号的强度与被穿透地质带界面的波反射系数有关，由于不同地质带的波反射系数不同，因此能够判断出不同的地质带类别；地质雷达的岩性检测原理为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。所述信号分析单元，用于对所述回波信号进行处理(例如滤波、去噪)，并在现有发射频率下根据回波信号对预定距离范围内的岩性特征进行分析，判断所述地质带的地质类别，例如根据回波信号判断预定距离范围内的岩土体结构、地下水、瓦斯等的赋存情况等等。由于在现场施工中，如果前方地质带为含水带或瓦斯带，容易导致现场出现涌水坍塌或者瓦斯爆炸等重大安全事故，威胁现场施工人员的安全，所以根据本专利技术的技术方案，所述信号分析单元将不同岩性地质带与安全等级相对应，优选地，将含水带或瓦斯带对应为高风险等级，将其他岩性地质带(例如流沙带、层岩带)对应为低风险等级，或者将能够安全施工的岩土特性对应为零风险等级，在判断所述地质带的地质类别后对地质带的风险等级进行划分判断，并进行对应的风险提示，例如对于高风险等级，采用不同的预警效果和方式进行提示，能够在现场施工中避免突发重大安全事故，且检测迅速，报警及时，保证了现场施工的安全性。为了获得更准确的检测精度，优选地，所述信号分析单元还用于调整所述电磁波的发射频率。例如电磁波的发射频率小于80MHZ时，可以准确探测15米以上深度的地质带，电磁波的发射频率在120MHZ时可以准确探测10米深度的地质带，调整电磁波的发射频率，能够提高地质带测量精度。举例来说，所述信号分析单元可以在开始某一施工段的施工前，将电磁波发射频率设定为能够适应预定检测范围内的回波检测，在判断预定检测范围内不存在高风险等级的岩性带的情况下，可以继续推进施工，并调整电磁波的发射频率，以提高在所述预定检测范围内的检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质雷达实时检测报警系统，用于隧道现场施工，其特征在于，包括：/n发射单元，用于通过发射天线向预定距离的待检测的地质带发射电磁波；/n接收单元，用于通过接收天线接收回波信号，所述回波信号为所述电磁波经所述地质带反射后的反射信号；/n信号分析单元，用于对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级；/n报警单元，用于根据所述地质带的风险等级进行对应的风险提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种地质雷达实时检测报警系统，用于隧道现场施工，其特征在于，包括：
发射单元，用于通过发射天线向预定距离的待检测的地质带发射电磁波；
接收单元，用于通过接收天线接收回波信号，所述回波信号为所述电磁波经所述地质带反射后的反射信号；
信号分析单元，用于对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级；
报警单元，用于根据所述地质带的风险等级进行对应的风险提示。


2.根据权利要求1所述的地质雷达实时检测报警系统，其特征在于，所述对所述回波信号进行处理和分析，判断所述地质带的风险等级，包括：
根据所述回波信号判断所述地质带的地质类别；
若所述地质带的地质类别为含水带或瓦斯带，则判断所述地质带为高风险等级；否则，判断所述地质带为低风险等级。


3.根据权利要求2所述的地质雷达实时检测报警系统，其特征在于，所述系统还包括：
风险模拟单元，用于对高风险等级的地质带进行地质活动动态模拟；
显示单元，用于对所述动态模拟的内容进行可视化呈现。


4.根据权利要求1所述的地质雷达实时检测报警系统，其特征在于，所述报警单元包括报警灯和蜂鸣器，用于根据所述地质带的风险等级进行不同频率的声光提示。


5.根据权利要求1所述的地质雷达实时检测报警系统，其特征在于，
所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王可心，王涛，郭志超，刘文俊，王欣亮，陈永，
申请(专利权)人：中铁十二局集团有限公司，中铁十二局集团第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14