[发明专利]一种穿越岩溶通道的隧道结构及隧道穿越岩溶通道系统

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，公开了一种穿越岩溶通道的隧道结构及隧道穿越岩溶通道系统，所述隧道穿越岩溶通道的系统包括：数据采集模块、岩溶边界判定模块、中央控制模块、隧道断面挖掘模块、钻孔探测模块、断面数据分析模块、整平层铺设模块、岩溶通道穿越模块、数据存储模块、更新显示模块。本发明通过岩溶边界判定、隧道断面挖掘、钻孔探测、断面数据分析、整平层铺设以及岩溶通道穿越等核心技术方案，解决了现有技术中隧道穿越岩溶通道时遇到的排水及淤泥堆积问题，提高了隧道运营安全，降低了运营成本。同时本发明采用瑞雷波检测技术对地下岩溶边界进行判定，能够准确分析出岩溶的分布状态，对岩溶水的处治指导效果好，精度高。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种穿越岩溶通道的隧道结构及隧道穿越岩溶通道系统。

背景技术

目前，传统隧道结构穿越岩溶通道时，一般需在隧道底部设置排水沟，将原横穿隧道洞身的岩溶通道改沟至隧道底部，能够减少岩溶通道对隧道结构的影响。而目前实际工程中，由于岩溶通道的高程问题，传统隧道结构穿越岩溶通道时，需采用“倒虹吸”结构。“倒虹吸”结构会导致底部排水沟岩溶水聚积，进而导致排水沟内淤泥堆积，影响排水顺畅，严重堵塞时甚至会影响隧道结构本身安全。为解决淤泥堆积的问题，工程中经常会考虑在隧道侧面设置清淤检查井，运营过程中需定期清淤，增加了运营成本，且岩溶水较大时可能会通过清淤检查井冒出，进入隧道洞身，影响运营安全。因此，亟需设计一种新的穿越岩溶通道的隧道结构及隧道穿越岩溶通道方法和系统。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有解决淤泥堆积问题的方法中，定期清淤增加了运营成本，且岩溶水较大时可能会通过清淤检查井冒出，进入隧道洞身，影响运营安全。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种穿越岩溶通道的隧道结构及隧道穿越岩溶通道系统。

本发明是这样实现的，一种隧道穿越岩溶通道系统，所述隧道穿越岩溶通道系统包括：

岩溶边界判定模块，与中央控制模块连接，用于通过SWG多波地震探测仪搭载检波器进行待挖掘停车带岩溶边界的判定；

中央控制模块，与岩溶边界判定模块、隧道断面挖掘模块、钻孔探测模块、断面数据分析模块连接，用于通过单片机和/或中央处理器协调控制所述隧道穿越岩溶通道的系统各个模块的正常运行；

隧道断面挖掘模块，与中央控制模块连接，用于通过隧道挖掘装置按照停车带的内轮廓扩挖隧道断面；

钻孔探测模块，与中央控制模块连接，用于通过钻孔探测装置进行隧道断面的钻孔探测，并利用钻进的注浆孔观察获取钻孔穿越区域的岩性、地质结构构造以及地下水情况信息；

断面数据分析模块，与中央控制模块连接，用于通过数据分析程序对获取的钻孔穿越区域的数据信息进行分析，获得地层、地性以及节理裂隙特征，包括以下步骤：

a.获取钻孔穿越区域的彩色图像作为输入图像；

b.利用归一化公式对输入的钻孔穿越区域的彩色图像进行归一化处理；

其中，所述归一化公式为：

其中，V₂表示归一化的向量，表示开平方根操作，N表示未归一化向量V₁的列数，∑表示累加操作，e_i表示未归一化向量V₁中的第i列元素，V₁表示未归一化的向量；

c.采用卷积神经网络特征提取算法获取归一化处理后的孔穿越区域图像的关于地层、地性以及节理裂隙的特征。

进一步，所述隧道穿越岩溶通道系统，还包括：

数据采集模块，与中央控制模块连接，用于通过数据采集设备获取待挖掘停车带的周边环境以及内外轮廓的数据信息；