一种建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统

技术领域

本发明属于岩溶探测技术领域，尤其涉及一种建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统。

背景技术

目前：我国轨道交通在近几年进入了快速发展的阶段，地铁的建设在各大城市全面铺开。然而在地铁线路不断增加的同时，线路下穿建筑物无法避免，在岩溶发育区域中岩溶对地铁下穿建筑物的影响极大，地铁隧道施工前对建筑物下线路范围内的岩溶发育情况的探测对保证隧道施工的安全进行起到十分重要的作用。

在实际工程中，通常利用钻探探测岩溶发育情况，虽然准确度最高，但是会明显增加工程造价。为了使工程具有更好的经济性，往往通过钻探结合物探的方法进行岩溶探测，来满足施工的精度要求，比如跨孔CT、地质雷达、高密度电法等均得到了广泛的应用；然而在重要建筑物存在的情况下，附近金属管线、电磁干扰众多，钻探及常规物探因场地限制无法实施或者精度达不到要求，在岩溶发育情况无法探测清楚的情况下，岩溶将得不到有效处治，从而导致地铁隧道下穿施工过程中很容易造成建筑物不均匀沉降、地表变形、隧道涌水、盾构机栽头等工程事故。目前进行岩溶探测的方法受场地条件限定、抗干扰能力差、分辨度较低，无法实现准确探测。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前进行岩溶探测的方法受场地条件限定、抗干扰能力差、分辨度较低，无法实现准确探测。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统。

本发明是这样实现的，一种建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统，所述建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统包括：

地质信息获取模块，与中央控制模块连接，用于通过地质信息获取程序获取隧道待建区域的地质信息，得到隧道待建区域的地质信息；

所述通过地质信息获取程序获取隧道待建区域的地质信息，得到隧道待建区域的地质信息，包括：进行网络接入，通过网络获取隧道待建区域的地质信息；

所述进行网络接入，包括：

将各个属性去量纲化，对原始矩阵用向量规范法后得到规范矩阵R＝(r

建立加权标准化的决策矩阵V；用户模块中已存有用户偏好的权重信息，用于表示终端在进行网络选择时对各属性的不同偏好程度，假设属性的权值向量为W＝[w

v

确定所有方案的正理想方案Q

分别计算候选方案与正、负理想方案的欧几里德距离。

各个候选方案与正理想方案Q

各个候选方案与负理想方案的距离

计算候选方案与正理想方案的相对接近程度

当候选方案与负理想方案的距离

对候选方案排序并选择最优方案。依据候选方案与理想方案的接近程度

方案l

信息分析模块，与中央控制模块连接，用于通过信息分析程序进行隧道待建区域的地质信息的分析，得到信息分析结果，确定隧道待建区域内的较优地质区域；

垂直钻孔模块，与中央控制模块连接，用于通过垂直钻孔程序在较优地质区域进行垂直钻孔；

地质探测模块，与中央控制模块连接，用于通过地质探测器沿垂直钻孔进行探测，得到地质探测结果；

中央控制模块，与地质信息获取模块、信息分析模块、垂直钻孔模块、地质探测模块连接，用于通过主控机控制各连接模块的运行，保证各个模块正常运行；

地质图绘制模块，与中央控制模块连接，用于通过地质图绘制程序依据获取的隧道待建区域的地质信息、较优地质区域的地质探测结果进行隧道待建区域的地质图的绘制，得到隧道待建区域的地质图；

所述过地质图绘制程序依据获取的隧道待建区域的地质信息、较优地质区域的地质探测结果进行隧道待建区域的地质图的绘制，得到隧道待建区域的地质图包括：

获取的隧道待建区域的地质信息；从所述地质数据中获取第一地质单元数据，根据所述第一地质单元数据在主屏上显示第一地质图；

获取较优地质区域的地质探测结果，根据所述较优地质区域的地质探测结果在辅助屏上显示第二地质图；

基于所述第一地质图与第二地质图得到隧道待建区域的地质图；

地质模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过地质模型构建程序依据隧道待建区域的地质图进行地质模型的构建，得到隧道待建区域的地质模型；

隧道路径规划模块，与中央控制模块连接，用于通过隧道路径规划程序在构建的隧道待建区域的地质模型中进行隧道路径的规划，得到模拟构建的隧道，并在隧道待建区域依据模拟隧道确定隧道真实路径；

水平钻孔模块，与中央控制模块连接，用于通过水平定向钻机进行隧道真实路径的四周进行水平钻孔，得到水平钻孔；

岩溶分布检测模块，与中央控制模块连接，用于通过岩溶分布检测程序依据超声分析装置通过水平钻孔进行岩溶分布的检测，得到隧道待建区域的岩溶分布信息。

进一步，所述隧道待建区域的地质信息包括：地形图、地面上方规划图、地质图、钻孔图和地下结构分布图，以及岩体信息、地下水信息以及隧道待建区域的地址信息。

进一步，所述通过信息分析程序进行隧道待建区域的地质信息的分析，得到信息分析结果，包括：

将获取的隧道待建区域的地质信息进行传输；

依据地形图、地面上方规划图、地质图、钻孔图和地下结构分布图建立图形数据库，以及依据岩体信息、地下水信息以及隧道待建区域的地址信息建立属性数据库；

建立分析评价数据库，所述分析评价数据库包括评价标准数据库和评价结果数据库；

基于RFPA软件平台建立地表移动及变形评价系统；

将采集到的隧道待建区域的地质信息输入地表移动及变形评价系统，得到评价结果；将评价结果与评价标准数据库中的信息进行对比，得到信息分析结果。

进一步，所述将获取的隧道待建区域的地质信息进行传输，包括：

对不同类型的网络连接数据，进行数据预处理和特征提取；

根据所提取的特征，通过广义回归神经网络结合模糊聚类算法进行迭代和训练得出的聚类结果；

根据所述聚类结果，通过设置可信度权重向量和网络连接可信度算法计算相应分类的可信度估值；

通过改进的关联属性判定算法计算网络入侵规则的可信度，作为入侵检测系统中规则库动态调整的依据；

依据调整后的可信度确定是否建立终端与互联网的连接，进行隧道待建区域的地质信息的传输。

进一步，所述通过广义回归神经网络结合模糊聚类算法进行迭代和训练得出的聚类结果，包括：

根据模糊聚类算法将数据进行分类，并计算每类的聚类中心；

FCM把n个向量x

模糊聚类的目标函数为：

其中，d

通过隶属度函数计算隶属度值，构成模糊矩阵；

隶属度函数为：

从模糊矩阵中选择训练样本，作为广义神经网络的训练输入；

在模糊矩阵中选择距离中心值最小的m个样本作为训练样本，通过n*m组数据作为广义神经网络的训练输入；其中，n为根据模糊聚类算法将入侵数据分类的个数，m为1～5之间的数据；

根据广义神经网络的训练输入，预测输出入侵数据类别；

将数据重新分为n类，找出最靠近每类中心值的样本作为训练样本；得出聚类结果。

进一步，所述广义神经网络由输入层、模式层、求和层和输出层四级结构组成。

进一步，所述地质图中包括地层、地貌、地质构造、水文地质、环境地质和地震地质信息；所述岩体信息包括围岩的等级、岩体的结构以及岩体的含水含砂含土情况。

进一步，所述评价标准数据库包括地表沉降评价标准和评价指标、地下结构安全评估评价标准和评价指标。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过对地质信息的获取实现对隧道待建区域的地质进行综合评价，实现对隧道待建区域的较优地质的获取；通过进行垂直钻孔获得地下区域的精准地质信息，便于进行隧道的路线规划，确定待建隧道的路径，进而实现对待建隧道周边的岩溶分布的获取，进行岩溶检测的方法更简便，为隧道施工提供便利，减少施工的安全威胁。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统结构框图。

图2是本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测方法流程图。

图3是本发明实施例提供的通过信息分析程序进行隧道待建区域的地质信息的分析，得到信息分析结果流程图。

图4是本发明实施例提供的将获取的隧道待建区域的地质信息进行传输流程图。

图5是本发明实施例提供的广义神经网络结构框图。

图中：1、地质信息获取模块；2、信息分析模块；3、垂直钻孔模块；4、地质探测模块；5、中央控制模块；6、地质图绘制模块；7、地质模型构建模块；8、隧道路径规划模块；9、水平钻孔模块；10、岩溶分布检测模块；11、输入层；12、模式层；13、求和层；14、输出层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测系统包括：

地质信息获取模块1，与中央控制模块5连接，用于通过地质信息获取程序获取隧道待建区域的地质信息，得到隧道待建区域的地质信息；

信息分析模块2，与中央控制模块5连接，用于通过信息分析程序进行隧道待建区域的地质信息的分析，得到信息分析结果，确定隧道待建区域内的较优地质区域；

垂直钻孔模块3，与中央控制模块5连接，用于通过垂直钻孔程序在较优地质区域进行垂直钻孔；

地质探测模块4，与中央控制模块5连接，用于通过地质探测器沿垂直钻孔进行探测，得到地质探测结果；

中央控制模块5，与地质信息获取模块1、信息分析模块2、垂直钻孔模块3、地质探测模块4、地质图绘制模块6、地质模型构建模块7、隧道路径规划模块8、水平钻孔模块9、岩溶分布检测模块10连接，用于通过主控机控制各连接模块的运行，保证各个模块正常运行；

地质图绘制模块6，与中央控制模块5连接，用于通过地质图绘制程序依据获取的隧道待建区域的地质信息、较优地质区域的地质探测结果进行隧道待建区域的地质图的绘制，得到隧道待建区域的地质图；

地质模型构建模块7，与中央控制模块5连接，用于通过地质模型构建程序依据隧道待建区域的地质图进行地质模型的构建，得到隧道待建区域的地质模型；

隧道路径规划模块8，与中央控制模块5连接，用于通过隧道路径规划程序在构建的隧道待建区域的地质模型中进行隧道路径的规划，得到模拟构建的隧道，并在隧道待建区域依据模拟隧道确定隧道真实路径；

水平钻孔模块9，与中央控制模块5连接，用于通过水平定向钻机进行隧道真实路径的四周进行水平钻孔，得到水平钻孔；

岩溶分布检测模块10，与中央控制模块5连接，用于通过岩溶分布检测程序依据超声分析装置通过水平钻孔进行岩溶分布的检测，得到隧道待建区域的岩溶分布信息。

如图2所示，本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测方法包括以下步骤：

S101，通过地质信息获取模块利用地质信息获取程序获取隧道待建区域的地质信息，得到隧道待建区域的地质信息；

S102，通过信息分析模块利用信息分析程序进行隧道待建区域的地质信息的分析，得到信息分析结果，确定隧道待建区域内的较优地质区域；通过垂直钻孔模块利用垂直钻孔程序在较优地质区域进行垂直钻孔；

S103，通过地质探测模块利用地质探测器沿垂直钻孔进行探测，得到地质探测结果；通过中央控制模块利用主控机控制各连接模块的运行，保证各个模块正常运行；

S104，通过地质图绘制模块利用地质图绘制程序依据获取的隧道待建区域的地质信息、较优地质区域的地质探测结果进行隧道待建区域的地质图的绘制，得到隧道待建区域的地质图；

S105，通过地质模型构建模块利用地质模型构建程序依据隧道待建区域的地质图进行地质模型的构建，得到隧道待建区域的地质模型；

S106，通过隧道路径规划模块利用隧道路径规划程序在构建的隧道待建区域的地质模型中进行隧道路径的规划，得到模拟构建的隧道，并在隧道待建区域依据模拟隧道确定隧道真实路径；

S107，通过水平钻孔模块利用水平定向钻机进行隧道真实路径的四周进行水平钻孔，得到水平钻孔；

S108，通过岩溶分布检测模块利用岩溶分布检测程序依据超声分析装置通过水平钻孔进行岩溶分布的检测，得到隧道待建区域的岩溶分布信息。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测方法如图2所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的隧道待建区域的地质信息包括：地形图、地面上方规划图、地质图、钻孔图和地下结构分布图，以及岩体信息、地下水信息以及隧道待建区域的地址信息。

实施例2

本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测方法如图2所示，作为优选实施例，

本发明实施例提供的通过地质信息获取程序获取隧道待建区域的地质信息，得到隧道待建区域的地质信息，包括：进行网络接入，通过网络获取隧道待建区域的地质信息；

所述进行网络接入，包括：

将各个属性去量纲化，对原始矩阵用向量规范法后得到规范矩阵R＝(r

建立加权标准化的决策矩阵V；用户模块中已存有用户偏好的权重信息，用于表示终端在进行网络选择时对各属性的不同偏好程度，假设属性的权值向量为W＝[w

v

确定所有方案的正理想方案Q

分别计算候选方案与正、负理想方案的欧几里德距离。

各个候选方案与正理想方案Q

各个候选方案与负理想方案的距离

计算候选方案与正理想方案的相对接近程度

当候选方案与负理想方案的距离

对候选方案排序并选择最优方案。依据候选方案与理想方案的接近程度

方案l

实施例3

本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测方法如图2所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的通过信息分析程序进行隧道待建区域的地质信息的分析，得到信息分析结果，包括：

S201，将获取的隧道待建区域的地质信息进行传输；

S202，依据地形图、地面上方规划图、地质图、钻孔图和地下结构分布图建立图形数据库，以及依据岩体信息、地下水信息以及隧道待建区域的地址信息建立属性数据库；

S203，建立分析评价数据库，所述分析评价数据库包括评价标准数据库和评价结果数据库；

S204，基于RFPA软件平台建立地表移动及变形评价系统；

S205，将采集到的隧道待建区域的地质信息输入地表移动及变形评价系统，得到评价结果；将评价结果与评价标准数据库中的信息进行对比，得到信息分析结果。

如图4所示，本发明实施例提供的将获取的隧道待建区域的地质信息进行传输，包括：

S301，对不同类型的网络连接数据，进行数据预处理和特征提取；

S302，根据所提取的特征，通过广义回归神经网络结合模糊聚类算法进行迭代和训练得出的聚类结果；

S303，根据所述聚类结果，通过设置可信度权重向量和网络连接可信度算法计算相应分类的可信度估值；

S304，通过改进的关联属性判定算法计算网络入侵规则的可信度，作为入侵检测系统中规则库动态调整的依据；

S305，依据调整后的可信度确定是否建立终端与互联网的连接，进行隧道待建区域的地质信息的传输。

本发明实施例提供的通过广义回归神经网络结合模糊聚类算法进行迭代和训练得出的聚类结果，包括：

根据模糊聚类算法将数据进行分类，并计算每类的聚类中心；

FCM把n个向量x

模糊聚类的目标函数为：

其中，d

通过隶属度函数计算隶属度值，构成模糊矩阵；

隶属度函数为：

从模糊矩阵中选择训练样本，作为广义神经网络的训练输入；

在模糊矩阵中选择距离中心值最小的m个样本作为训练样本，通过n*m组数据作为广义神经网络的训练输入；其中，n为根据模糊聚类算法将入侵数据分类的个数，m为1～5之间的数据；

根据广义神经网络的训练输入，预测输出入侵数据类别；

将数据重新分为n类，找出最靠近每类中心值的样本作为训练样本；得出聚类结果。

如图5所示，本发明实施例提供的广义神经网络由输入层11、模式层12、求和层13和输出层14四级结构组成。

实施例4

本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测方法如图2所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的过地质图绘制程序依据获取的隧道待建区域的地质信息、较优地质区域的地质探测结果进行隧道待建区域的地质图的绘制，得到隧道待建区域的地质图包括：

获取的隧道待建区域的地质信息；从所述地质数据中获取第一地质单元数据，根据所述第一地质单元数据在主屏上显示第一地质图；获取较优地质区域的地质探测结果，根据所述较优地质区域的地质探测结果在辅助屏上显示第二地质图；基于所述第一地质图与第二地质图得到隧道待建区域的地质图；

实施例5

本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测方法如图2所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的地质图中包括地层、地貌、地质构造、水文地质、环境地质和地震地质信息；所述岩体信息包括围岩的等级、岩体的结构以及岩体的含水含砂含土情况。

实施例6

本发明实施例提供的建筑物下盾构隧道影响区域岩溶探测方法如图2所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的评价标准数据库包括地表沉降评价标准和评价指标、地下结构安全评估评价标准和评价指标。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。