深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统技术方案

本发明专利技术公开了深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统，属于隧道工程技术领域，用于解决不能以隧道周边的地下水径流、大气降水、泉流量汇总和地下水动力为依据，对隧道突涌水过程进行全面且精准的模拟预警预报操作的问题，包括地下水径流模型单元、大气降水模型单元、泉流量汇总模型单元和地下水动力模型单元，地下水径流模型单元、大气降水模型单元、泉流量汇总模型单元和地下水动力模型单元的输出端均单向信号连接有中央处理器，本发明专利技术是通过对隧道周边的地下水径流、大气降水、泉流量汇总和地下水动力因素数据的模型建立，实现隧道突涌水过程的全面且精准模拟预警预报操作效果，大大降低隧道突涌水现象的发生概率，及时查缺补漏。补漏。补漏。

【技术实现步骤摘要】
深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统


[0001]本专利技术属于隧道突涌水过程模拟预警预报
，具体为深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济的快速发展，高速公路和铁路通车里程及其通达范围在不断扩充，高速和铁路路网逐渐向偏远山区和深山区推进，且山区地形与地质条件复杂多变，在隧道工程建设中，富集的围岩地下水对施工和运营安全构成严重威胁，涌水是较常见的地质工程问题，隧道涌水对软弱结构面和软层、破碎带浸泡、软化，使其强度降低，同时带走软弱面间充填物，造成岩体解体，促使塌方或加剧塌方，另一方面，隧道涌水会造成地下水位下降，导致周边地区地下水被疏排，对隧址区的生态和居民生活及工农业用水构成威胁，处理不当甚至引起民众纠纷；
[0003]由于隧道涌水存在重大安全隐患，则隧道突涌水过程模拟预警预报系统随之产生，目前市面上采用的隧道突涌水过程模拟预警预报系统，大多考虑片面，不能以隧道周边的地下水径流、大气降水、泉流量汇总和地下水动力为依据，对隧道突涌水过程进行全面且精准的模拟预警预报操作，隧道突涌水现象的发生概率仍然较大，降低隧道工程建设的整体安全性，造成重大人员伤亡和经济损失；
[0004]为此，我们提出一种深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题为：
[0007]解决上述
技术介绍
中提出的不能以隧道周边的地下水径流、大气降水、泉流量汇总和地下水动力为依据，对隧道突涌水过程进行全面且精准的模拟预警预报操作的问题。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0009]深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统，包括地下水径流模型单元、大气降水模型单元、泉流量汇总模型单元和地下水动力模型单元，所述地下水径流模型单元、大气降水模型单元、泉流量汇总模型单元和地下水动力模型单元的输出端均单向信号连接有中央处理器，所述中央处理器的输出端分别单向电连接有数据库、动态监测模块和数据采集模块，所述数据采集模块的输出端单向电连接有数据整合模块，所述数据整合模块的输出端单向电连接有数据分类模块，所述数据分类模块的输出端单向电连接有数据发送模块，所述数据发送模块的输出端单向电连接有数据滤波模块，所述数据滤波模块的输出端单向信号连接有后台智能终端，所述动态监测模块的输出端单向电连接有报警模块，所述报警模块的输出端与后台智能终端的输入端单向电连接。
[0010]进一步地，所述动态监测模块包括现场监控模块和卫星监控模块，所述现场监控
模块主要安装在隧道断层、暗河以及周边水系的结合处，所述卫星监控模块采用二进制加密通道设定。
[0011]进一步地，所述地下水径流模型单元先采用多段标记法对隧道工程进行三段标定，且第一段为：P1q+P1m＝30km，第二段为：P2q+P2m＝25km，第三段为：P3q+P3m＝20km，其余为10km，再采用地下水径流模数法计算并建立地下水径流模型。
[0012]进一步地，所述地下水径流模型单元三段标定隧道区采用钻孔法测量地下水位数据，再采用回归分析法计算得到地下水位数据与地表高程数据的关系系数，且回归分析法计算公式为：Hw＝0.9625*Hg+12.422，且公式中：Hw为钻孔地下水位高程，Hg为地表高程。
[0013]进一步地，所述大气降水模型单元采用大气降水渗入量法计算建立大气降水模型，且大气降水渗入量法计算公式为：Q
总
＝2.74α*A*F，且公式中：Q
总
为年渗入补给量，α为入渗系数，A为多年平均降雨量，F为块段面积。
[0014]进一步地，所述泉流量汇总模型单元采用泉流量汇总法计算建立泉流量汇总模型，且泉流量汇总法计算公式为：S＝3.1536∑
kt＝1
qi，且公式中：S为年天然排泄量，qi为各泉流量，且各泉流量的来源由人工对隧道周边泉、溪和河等水系定期采取所得。
[0015]进一步地，所述地下水动力模型单元采用地下水动力学水平矿井疏干法计算建立地下水动力模型，且地下水动力学水平矿井疏干法计算公式采用承压
‑
潜水完整式坑道公式：Q＝{(2S
‑
M)*M}/R*BK，且公式中：Q为水平坑道涌水量，B为坑道长度，S为坑道疏干降深，R为疏干影响范围{R＝(B+r0)/4}，r0抽水影响半径，M为含水层深度，K为渗透系数。
[0016]进一步地，所述后台智能终端采用智能移动终端和PC终端，所述警报模块的警报方式分别为：智能移动终端采用短信发送警示，PC终端采用弹窗警示。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术是通过对隧道周边的地下水径流、大气降水、泉流量汇总和地下水动力因素数据的模型建立，实现隧道突涌水过程的全面且精准模拟预警预报操作效果，大大降低隧道突涌水现象的发生概率，及时查缺补漏，提高隧道工程建设的整体安全性，以防造成重大人员伤亡和经济损失。
附图说明
[0019]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0020]图1为本专利技术深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统的系统框图；
[0021]图2为本专利技术深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统中动态监测模块系统框图；
[0022]图3为本专利技术深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统中地下水位数据和地表高程数据的折线图；
[0023]图4为本专利技术深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统中隧道突涌水水量变化和时间数据表。
具体实施方式
[0024]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普
通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例一
[0026]请参阅图1
‑
图4，本专利技术提供技术方案：深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统，包括地下水径流模型单元、大气降水模型单元、泉流量汇总模型单元和地下水动力模型单元，地下水径流模型单元、大气降水模型单元、泉流量汇总模型单元和地下水动力模型单元的输出端均单向信号连接有中央处理器，中央处理器的输出端分别单向电连接有数据库、动态监测模块和数据采集模块，数据采集模块的输出端单向电连接有数据整合模块，数据整合模块的输出端单向电连接有数据分类模块，数据分类模块的输出端单向电连接有数据发送模块，数据发送模块的输出端单向电连接有数据滤波模块，数据滤波模块的输出端单向信号连接有后台智能终端，动态监测模块的输出端单向电连接有报警模块，报警模块的输出端与后台智能终端的输入端单向电连接，通过对隧道周边的地下水径流、大气降水、泉流量汇总和地下水动力因素数据的模型建立，实现隧道突涌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统，包括地下水径流模型单元、大气降水模型单元、泉流量汇总模型单元和地下水动力模型单元，其特征在于：所述地下水径流模型单元、大气降水模型单元、泉流量汇总模型单元和地下水动力模型单元的输出端均单向信号连接有中央处理器，所述中央处理器的输出端分别单向电连接有数据库、动态监测模块和数据采集模块，所述数据采集模块的输出端单向电连接有数据整合模块，所述数据整合模块的输出端单向电连接有数据分类模块，所述数据分类模块的输出端单向电连接有数据发送模块，所述数据发送模块的输出端单向电连接有数据滤波模块，所述数据滤波模块的输出端单向信号连接有后台智能终端，所述动态监测模块的输出端单向电连接有报警模块，所述报警模块的输出端与后台智能终端的输入端单向电连接。2.根据权利要求1所述的深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统，其特征在于：所述动态监测模块包括现场监控模块和卫星监控模块，所述现场监控模块安装在隧道断层、暗河以及周边水系的结合处，所述卫星监控模块采用二进制加密通道设定。3.根据权利要求1所述的深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统，其特征在于：所述地下水径流模型单元先采用多段标记法对隧道工程进行三段标定，且第一段为：P1q+P1m＝30km，第二段为：P2q+P2m＝25km，第三段为：P3q+P3m＝20km，其余为10km，再采用地下水径流模数法计算并建立地下水径流模型。4.根据权利要求3所述的深埋长隧道突涌水过程模拟预警预报系统，其特征在于：所述地下水径流模型单元三段标定隧道区采用钻孔法测量地下水位数据，再采用回归分析法计算得到地下水位数据与地表高程数据的关系系数，且回归分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振兴，李向全，张春潮，马剑飞，付昌昌，白占学，
申请(专利权)人：中国地质科学院水文地质环境地质研究所，
类型：发明
国别省市：