一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统及方法，包括总控系统、地质情况监测子系统、围岩情况监测子系统、支护情况监测子系统、环境情况监测子系统和告警子系统，总控系统对土壤温度信息、土壤硬度信息和地下水信息进行综合评估；对围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息进行综合评估；对护稳定度信息、支护损坏信息和支护承受力信息进行综合评估；对核心土信息进行评估；对废水信息进行评估；对气象信息进行评估。本发明专利技术能够同时对地质情况、围岩情况、支护情况、环境情况进行监测告警，大大降低了人员施工风险，从根本进行风险预估。根本进行风险预估。根本进行风险预估。

【技术实现步骤摘要】
一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统及方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工监测领域，尤其涉及一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统及方法。

技术介绍

[0002] 城市轨交通建设由于受复杂环境的限制，特别在建筑物密集和交通繁忙的城市中心区，修建大断面的地下暗挖车站是不可避免的。隧道工程是属于地下结构物，地下结构是多种多样的，构筑地下结构的施工方法和技术也是多种多样的。施工方法和技术形成与发展和地下结构物的特点有关。其特点是纵向长度从几米到十几公里，断面相对比较小，一般高5—6m，宽5至十几米的纵长地下结构物。现有隧道工程施工具有以下缺点 ：（1）隐蔽性大，未知因素多；（2）施工作业的综合性强，在同一工作环境下进行多工序作业(掘进、支护、衬砌等);（3）施工过程的地质力学状态是变化的，围岩的物理力学性质也是变化的，因此施工是动态的;（4）作业环境恶劣，作业空间狭窄，施工噪声大，粉尘、烟雾，潮湿，光线暗，地质条件差及安全问题等给施工人员带来了不利的工作环境;（5）作业风险性大。风险性是和隐蔽性和动态性相关联的，在施工过程中，施工人员必须随时关注隧道施工的风险性。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提供一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统及方法，用于为了解决训练数据不足的问题。
[0004]本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统，包括：总控系统，连接地质情况监测子系统、围岩情况监测子系统、支护情况监测子系统、环境情况监测子系统和告警子系统，通过得到的相应信息进行等级划分，并判断是否处于告警阈值，当达到告警阈值，总控系统通过告警子系统进行告警；地质情况监测子系统，对开采前地质进行监测，得到相应土壤湿度信息、土壤硬度信息和地下水信息；围岩情况监测子系统，对开挖及支护时的围岩进行监测，得到相应的围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息；支护情况监测子系统，对支护的状态进行监测，得到相应的支护稳定度信息、支护损坏信息和支护承受力信息；环境情况监测子系统，对施工环境进行监测，得到相应的核心土信息、废水信息和气象信息；
告警子系统，对超出告警阈值的信息进行告警；其中，所述总控系统对土壤温度信息、土壤硬度信息和地下水信息进行综合评估，得到地质等级；对围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息进行综合评估，得到围岩等级；对护稳定度信息、支护损坏信息和支护承受力信息进行综合评估，得到支护等级；对核心土信息进行评估，得到核心土信息；对废水信息进行评估，得到废水信息；对气象信息进行评估，得到环境危险度。
[0005]进一步的，所述等级划分包括：地质低等级、地质中等级、地质高等级、围岩低等级、围岩中等级、围岩高等级、支护低等级、支护中等级、支护高等级、核心土低等级、核心土中等级、核心土高等级、废水低等级、废水中等级、废水高等级、环境低危险度、环境中危险度和环境高危险度。
[0006]进一步的，所述综合评估包括通过设定相应等级阈值和权重，对地质等级、围岩等级、支护等级、核心土等级、废水等级和环境危险度进行评估：其中，评估方法具体为：地质等级评估：通过采集土壤湿度信息、土壤硬度信息和地下水信息，对土壤硬度信息与土壤硬度阈值进行对比，得到土壤硬度对比信息；对土壤湿度信息与土壤湿度阈值进行对比，得到土壤湿度对比信息；对地下水信息与地下水阈值进行比对，得到地下水对比信息；通过将所得到的土壤硬度对比信息、土壤湿度对比信息和地下水对比信息进行权重计算，得到对应的地质等级；围岩等级评估：通过采集围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息，对围岩硬度信息与围岩硬度阈值进行对比，得到围岩硬度对比信息；对围岩稳定度信息与围岩稳定度阈值进行对比，得到围岩稳定度对比信息；对围岩裂纹信息与围岩裂纹阈值进行对比，得到围岩裂纹对比信息；通过将所得到的围岩硬度对比信息、围岩稳定度对比信息和围岩裂纹对比信息进行权重计算，得到对应的围岩等级；支护等级划分：通过采集支护稳定度信息、支护损坏信息和支护承受力信息，对支护稳定度信息与支护稳定度阈值进行对比，得到支护稳定度对比信息；对支护损坏信息与支护损坏阈值进行对比，得到支护损坏对比信息；对支护承受力信息与支护承受力阈值进行比对，得到支护承受力对比信息；通过将所得到的支护稳定度对比信息、支护损坏对比信息和支护承受力对比信息进行权重计算，得到对应的支护等级；核心土等级划分：通过采集核心土信息，对核心土信息与核心土阈值进行对比，得到对应的核心土等级；废水等级划分：通过采集废水信息，对废水信息与废水阈值进行对比，得到对应的废水等级；环境危险度划分：通过采集气象信息，根据实际工况与气象信息得到对应的环境危险度。
[0007]进一步的，所述权重包括地质权重、围岩权重和支护权重，其中，所述地质权重包括土壤湿度权重、土壤硬度权重和地下水权重；所述围岩权重包括围岩硬度权重、围岩稳定度权重和围岩裂纹权重；所述支护权重支护稳定度权重、支护损坏权重和支护承受力权重。
[0008]进一步的，所述总控系统还连接外部通讯总站，所述外部通讯总站连接有多个通讯子站，总控系统通过向通讯总站发布告警信息，通讯总站通知各个通讯子站进行告警处理。
[0009]一种用于特大断面车站隧道施工监测告警方法，包括以下子步骤：信息采集，对开采前地质进行监测，采集相应土壤湿度信息、土壤硬度信息和地下水信息；对开挖及支护时的围岩进行监测，采集相应的围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息；对支护的状态进行监测，采集相应的支护稳定度信息、支护损坏信息和支护承受力信息；对施工环境进行监测，采集相应的核心土信息、废水信息和气象信息；综合评估，通过设定相应等级阈值和权重，对地质等级、围岩等级、支护等级、核心土等级、废水等级和环境危险度进行评估；等级划分，根据评估结果进行等级划分，并判断是否处于告警阈值；阈值告警，对超出告警阈值的信息进行告警。
[0010]进一步的，所述等级划分包括：地质低等级、地质中等级、地质高等级、围岩低等级、围岩中等级、围岩高等级、支护低等级、支护中等级、支护高等级、核心土低等级、核心土中等级、核心土高等级、废水低等级、废水中等级、废水高等级、环境低危险度、环境中危险度和环境高危险度。
[0011]进一步的，所述综合评估包括通过设定相应等级阈值和权重，对地质等级、围岩等级、支护等级、核心土等级、废水等级和环境危险度进行评估：其中，评估方法具体为：地质等级评估：通过采集土壤湿度信息、土壤硬度信息和地下水信息，对土壤硬度信息与土壤硬度阈值进行对比，得到土壤硬度对比信息；对土壤湿度信息与土壤湿度阈值进行对比，得到土壤湿度对比信息；对地下水信息与地下水阈值进行比对，得到地下水对比信息；通过将所得到的土壤硬度对比信息、土壤湿度对比信息和地下水对比信息进行权重计算，得到对应的地质等级；围岩等级评估：通过采集围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息，对围岩硬度信息与围岩硬度阈值进行对比，得到围岩硬度对比信息；对围岩稳定度信息与围岩稳定度阈值进行对比，得到围岩稳定度对比信息；对围岩裂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统，其特征在于，包括：总控系统，连接地质情况监测子系统、围岩情况监测子系统、支护情况监测子系统、环境情况监测子系统和告警子系统，通过得到的相应信息进行等级划分，并判断是否处于告警阈值，当达到告警阈值，总控系统通过告警子系统进行告警；地质情况监测子系统，对开采前地质进行监测，得到相应土壤湿度信息、土壤硬度信息和地下水信息；围岩情况监测子系统，对开挖及支护时的围岩进行监测，得到相应的围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息；支护情况监测子系统，对支护的状态进行监测，得到相应的支护稳定度信息、支护损坏信息和支护承受力信息；环境情况监测子系统，对施工环境进行监测，得到相应的核心土信息、废水信息和气象信息；告警子系统，对超出告警阈值的信息进行告警；其中，所述总控系统对土壤温度信息、土壤硬度信息和地下水信息进行综合评估，得到地质等级；对围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息进行综合评估，得到围岩等级；对护稳定度信息、支护损坏信息和支护承受力信息进行综合评估，得到支护等级；对核心土信息进行评估，得到核心土信息；对废水信息进行评估，得到废水信息；对气象信息进行评估，得到环境危险度。2.根据权利要求1所述的一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统，其特征在于，所述等级划分包括：地质低等级、地质中等级、地质高等级、围岩低等级、围岩中等级、围岩高等级、支护低等级、支护中等级、支护高等级、核心土低等级、核心土中等级、核心土高等级、废水低等级、废水中等级、废水高等级、环境低危险度、环境中危险度和环境高危险度。3.根据权利要求1所述的一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统，其特征在于，所述综合评估包括通过设定相应等级阈值和权重，对地质等级、围岩等级、支护等级、核心土等级、废水等级和环境危险度进行评估：其中，评估方法具体为：地质等级评估：通过采集土壤湿度信息、土壤硬度信息和地下水信息，对土壤硬度信息与土壤硬度阈值进行对比，得到土壤硬度对比信息；对土壤湿度信息与土壤湿度阈值进行对比，得到土壤湿度对比信息；对地下水信息与地下水阈值进行比对，得到地下水对比信息；通过将所得到的土壤硬度对比信息、土壤湿度对比信息和地下水对比信息进行权重计算，得到对应的地质等级；围岩等级评估：通过采集围岩硬度信息、围岩稳定度信息和围岩裂纹信息，对围岩硬度信息与围岩硬度阈值进行对比，得到围岩硬度对比信息；对围岩稳定度信息与围岩稳定度阈值进行对比，得到围岩稳定度对比信息；对围岩裂纹信息与围岩裂纹阈值进行对比，得到围岩裂纹对比信息；通过将所得到的围岩硬度对比信息、围岩稳定度对比信息和围岩裂纹对比信息进行权重计算，得到对应的围岩等级；支护等级划分：通过采集支护稳定度信息、支护损坏信息和支护承受力信息，对支护稳定度信息与支护稳定度阈值进行对比，得到支护稳定度对比信息；对支护损坏信息与支护损坏阈值进行对比，得到支护损坏对比信息；对支护承受力信息与支护承受力阈值进行比对，得到支护承受力对比信息；通过将所得到的支护稳定度对比信息、支护损坏对比信息和
支护承受力对比信息进行权重计算，得到对应的支护等级；核心土等级划分：通过采集核心土信息，对核心土信息与核心土阈值进行对比，得到对应的核心土等级；废水等级划分：通过采集废水信息，对废水信息与废水阈值进行对比，得到对应的废水等级；环境危险度划分：通过采集气象信息，根据实际工况与气象信息得到对应的环境危险度。4.根据权利要求3所述的一种用于特大断面车站隧道施工监测告警系统，其特征在于，所述权重包括地质权重、围岩权重和支护权重，其中，所述地质权重包括土壤湿度权重、土壤硬度权重和地下水权重；所述围岩权重包括围岩硬度权重、围岩稳定度权重和围岩裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒，李朝旭，彭鹏，韦云，何江，李云，项东东，罗军，黄则东，熊弦，
申请(专利权)人：中国建筑第四工程局有限公司，
类型：发明
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