本發(fā)明涉及地質(zhì)預(yù)報(bào)，特別涉及一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法、裝置、設(shè)備、系統(tǒng)及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在公路隧道工程建設(shè)領(lǐng)域，地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性和施工條件的不確定性一直是工程安全和效率的重大挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，掌子面風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，旨在通過分析地質(zhì)素描和智能評價(jià)來預(yù)測和規(guī)避潛在的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。這一技術(shù)的發(fā)展路徑從最初的依賴地質(zhì)專家的經(jīng)驗(yàn)和定性分析，逐步轉(zhuǎn)向了利用地質(zhì)勘探技術(shù)收集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析。

2、當(dāng)前，掌子面風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。地質(zhì)數(shù)據(jù)的收集和記錄技術(shù)不斷進(jìn)步，使得巖石類型、結(jié)構(gòu)、地下水位、土壤濕度等關(guān)鍵地質(zhì)信息得以被系統(tǒng)化地收集。在此基礎(chǔ)上，一些地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評估方法開始嘗試應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法來輔助預(yù)測。這些方法在特定數(shù)據(jù)類型或地質(zhì)環(huán)境中顯示出一定的有效性，但仍然面臨著數(shù)據(jù)復(fù)雜性和環(huán)境多變性的挑戰(zhàn)。

3、盡管現(xiàn)有的掌子面風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)在某些方面取得了進(jìn)展，但仍存在明顯的不足?，F(xiàn)有技術(shù)中在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測時(shí)，通常是僅預(yù)測其中一種風(fēng)險(xiǎn)，影響預(yù)測效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提出一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法、裝置、設(shè)備、系統(tǒng)及介質(zhì)，旨在解決相關(guān)技術(shù)在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測時(shí)，通常是僅預(yù)測其中一種風(fēng)險(xiǎn)，影響預(yù)測效率的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，包括：

3、根據(jù)獲取得到的所述隧道的已知地質(zhì)數(shù)據(jù)樣本，確定所述隧道掌子面的當(dāng)前地質(zhì)等級；其中，所述已知地質(zhì)數(shù)據(jù)樣本包括所述隧道的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)、所述隧道的地質(zhì)縱斷面圖和橫斷面圖以及所述隧道的設(shè)計(jì)圖；

4、根據(jù)所述當(dāng)前地質(zhì)等級，對所述隧道掌子面前方的地質(zhì)體進(jìn)行掃描作業(yè)，以獲取所述隧道掌子面的掃描數(shù)據(jù)；

5、根據(jù)所述掃描數(shù)據(jù)，獲取所述隧道掌子面掃描圖像；

6、對所述掃描圖像進(jìn)行處理，以確定出所述隧道掌子面的干濕度數(shù)據(jù)；

7、根據(jù)所述干濕度數(shù)據(jù)，對所述隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得所述地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果。

8、在一實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述干濕度數(shù)據(jù)，對所述隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得所述地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果的步驟，包括：

9、根據(jù)所述干濕度數(shù)據(jù)，進(jìn)行區(qū)域劃分，以確定出干燥區(qū)域以及濕度區(qū)域；其中，所述干燥區(qū)域?yàn)樗鏊淼勒谱用娴暮实陀?.1％，所述濕度區(qū)域?yàn)樗鏊淼勒谱用娴暮矢哂?％；

10、分別對所述干燥區(qū)域以及所述濕度區(qū)域進(jìn)行勘察作業(yè)，以所述隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得所述地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果。

11、在一實(shí)施方式中，所述分別對所述干燥區(qū)域以及所述濕度區(qū)域進(jìn)行勘察作業(yè)，以所述隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得所述地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果的步驟，包括：

12、使用地質(zhì)雷達(dá)分別對所述干燥區(qū)域以及所述濕度區(qū)域進(jìn)行勘察作業(yè)，以獲得所述干燥區(qū)域的地質(zhì)雷達(dá)掃描結(jié)果；

13、根據(jù)所述地質(zhì)雷達(dá)掃描結(jié)果，對所述隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得所述地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果。

14、在一實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述干濕度數(shù)據(jù)，進(jìn)行區(qū)域劃分，以確定出干燥區(qū)域以及濕度區(qū)域的步驟，包括：

15、根據(jù)所述干濕度數(shù)據(jù)，將含水率低于0.1％的區(qū)域作為所述干燥區(qū)域，且將含水率高于1％的區(qū)域作為所述干燥區(qū)域，以確定出所述干燥區(qū)域以及所述濕度區(qū)域。

16、在一實(shí)施方式中，所述對所述掃描圖像進(jìn)行處理，以確定出所述隧道掌子面的干濕度數(shù)據(jù)的步驟，包括：

17、使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所述掃描圖像進(jìn)行處理，以確定出所述隧道掌子面的干濕度數(shù)據(jù)。

18、在一實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述當(dāng)前地質(zhì)等級，對所述隧道掌子面前方的地質(zhì)體進(jìn)行掃描作業(yè)，以獲取所述隧道掌子面的掃描數(shù)據(jù)的步驟，包括：

19、根據(jù)所述當(dāng)前地質(zhì)等級，使用地質(zhì)雷達(dá)對所述隧道掌子面前方的地質(zhì)體進(jìn)行掃描作業(yè)，以獲取所述隧道掌子面的掃描數(shù)據(jù)。

20、基于相同的技術(shù)構(gòu)思，第二方面，本發(fā)明還提出一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測裝置，包括：

21、地質(zhì)等級劃分模塊，用于根據(jù)獲取得到的所述隧道的已知地質(zhì)數(shù)據(jù)樣本，確定所述隧道掌子面的當(dāng)前地質(zhì)等級；其中，所述已知地質(zhì)數(shù)據(jù)樣本包括所述隧道的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)、所述隧道的地質(zhì)縱斷面圖和橫斷面圖以及所述隧道的設(shè)計(jì)圖；

22、掃描模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前地質(zhì)等級，對所述隧道掌子面前方的地質(zhì)體進(jìn)行掃描作業(yè)，以獲取所述隧道掌子面的掃描數(shù)據(jù)；

23、圖像獲取模塊，用于根據(jù)所述掃描數(shù)據(jù)，獲取所述隧道掌子面掃描圖像；

24、數(shù)據(jù)輸出模塊，用于對所述掃描圖像進(jìn)行處理，以確定出所述隧道掌子面的干濕度數(shù)據(jù)；

25、預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述干濕度數(shù)據(jù)，對所述隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得所述地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果。

26、基于相同的技術(shù)構(gòu)思，第三方面，本發(fā)明還提出一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測設(shè)備，所述隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測設(shè)備包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測程序，所述隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一方面所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法。

27、基于相同的技術(shù)構(gòu)思，第四方面，本發(fā)明還提出一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測系統(tǒng)，包括：

28、第三方面所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測設(shè)備；以及，

29、掃描設(shè)備，所述掃描設(shè)備與所述隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測設(shè)備通訊連接。

30、基于相同的技術(shù)構(gòu)思，第五方面，本發(fā)明還提出一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一方面所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法。

31、本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明通過由隧道的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)、隧道的地質(zhì)縱斷面圖和橫斷面圖以及隧道的設(shè)計(jì)圖組成的已知地質(zhì)數(shù)據(jù)樣本，確定出隧道掌子面的當(dāng)前地質(zhì)等級，根據(jù)當(dāng)前地質(zhì)等級，對隧道掌子面前方的地質(zhì)體進(jìn)行掃描作業(yè)，以獲取隧道掌子面的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)掃描數(shù)據(jù)，獲取隧道掌子面的掃描圖像，對掃描圖像進(jìn)行處理，以確定出隧道掌子面的干濕度數(shù)據(jù)，根據(jù)干濕度數(shù)據(jù)對隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果，使得本發(fā)明能夠?qū)λ淼勒谱用孢M(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的功能。同時(shí)的，根據(jù)隧道掌子面的干濕度情況對隧道掌子面進(jìn)行分析，使得本發(fā)明在使用時(shí)能夠?qū)λ淼勒谱用孢M(jìn)行多區(qū)域同時(shí)預(yù)測的功能，確保了預(yù)測效率。

技術(shù)特征：

1.一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述干濕度數(shù)據(jù)，對所述隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得所述地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果的步驟，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于，所述分別對所述干燥區(qū)域以及所述濕度區(qū)域進(jìn)行勘察作業(yè)，以所述隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得所述地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果的步驟，包括：

4.如權(quán)利要求2所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述干濕度數(shù)據(jù)，進(jìn)行區(qū)域劃分，以確定出干燥區(qū)域以及濕度區(qū)域的步驟，包括：

5.如權(quán)利要求2所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于，所述對所述掃描圖像進(jìn)行處理，以確定出所述隧道掌子面的干濕度數(shù)據(jù)的步驟，包括：

6.如權(quán)利要求2所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述當(dāng)前地質(zhì)等級，對所述隧道掌子面前方的地質(zhì)體進(jìn)行掃描作業(yè)，以獲取所述隧道掌子面的掃描數(shù)據(jù)的步驟，包括：

7.一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測裝置，其特征在于，包括：

8.一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測設(shè)備，其特征在于，所述隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測設(shè)備包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測程序，所述隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法。

9.一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種隧道掌子面地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方法、裝置、設(shè)備、系統(tǒng)及介質(zhì)，特別涉及地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域，通過由隧道的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)、隧道的地質(zhì)縱斷面圖和橫斷面圖以及隧道的設(shè)計(jì)圖組成的已知地質(zhì)數(shù)據(jù)樣本，確定出隧道掌子面的當(dāng)前地質(zhì)等級，根據(jù)當(dāng)前地質(zhì)等級，對隧道掌子面前方的地質(zhì)體進(jìn)行掃描作業(yè)，以獲取隧道掌子面的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)掃描數(shù)據(jù)，獲取隧道掌子面的掃描圖像，對掃描圖像進(jìn)行處理，以確定出隧道掌子面的干濕度數(shù)據(jù)，根據(jù)干濕度數(shù)據(jù)對隧道掌子面進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，獲得地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測結(jié)果，使得本發(fā)明能夠?qū)λ淼勒谱用孢M(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的功能。能對隧道掌子面進(jìn)行多區(qū)域同時(shí)預(yù)測的功能，確保了預(yù)測效率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉東,蘇發(fā)財(cái),宋婷婷,姚宇洪,張湛江,蘭元豪,汪黎黎,賓城華,肖琦,范國宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西交通投資集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28