一种隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法

1.本发明属于裂隙水注浆治理技术领域，尤其涉及一种隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法。


背景技术：

2.目前，现在穿山隧道、地下煤矿开采以及城市地下交通地铁的建造过程中，由于大型钻孔机和机械的机械的过度开采，使得岩石的节理破裂，破裂的岩体在水和空气的侵蚀下，打打增加了岩体的空隙度和渗透性，当地下工程开挖岩体后，含导水裂隙被揭露，地下水随之涌出甚至发生突水灾害，造成人员伤亡和重大财产损失。注浆已成为隧道与地下工程围岩裂隙水水害控制的主要方法。其中，注浆(grouting method)，分陶瓷工艺注浆和建筑工程注浆。陶瓷工艺注浆是把制备好的泥注用于陶瓷生产中的工艺。建筑工程是用适当的方法将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中，通过置换、充填、挤压等方式以改善其物理力学性质的方法。但是现有的隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计中采集的区域地质与水文地质信息之间易存在冗余和矛盾，降低了信息提取的及时性和可靠性，降低了数据的使用效率。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计中采集的区域地质与水文地质信息之间易存在冗余和矛盾，降低了信息提取的及时性和可靠性，降低了数据的使用效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法。
5.本发明是这样实现的，一种隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法,包括以下步骤：
6.步骤一，采集区域地质与水文地质信息，并对采集的数据进行整合处理；同时通过遥感获取区域与水文地质遥感图像，对遥感图像进行预处理和深度处理；结合上述获取的区域地质与水文地质信息和遥感图像，分析区域地质与水文地质条件；
7.步骤二，查询地质特征，对已经完成的隧道岩石进行测试实验，确定岩石水裂缝与水力联系；
8.步骤三，对注浆材料的理化特性分析，判断是否与隧道岩石理化特征匹配；
9.步骤四，将相关的数据传递到云服务器中，云服务器利用大数据处理技术对数据进行分析，确定注浆条件和注浆方案；
10.所述步骤二中，查询地质特征具体过程为：
11.查询地质特征，基于网络爬虫查询对三维地质模型过程中的数据进行查询，利用空间数据场构建信息，判断和预测地质体信息的分布趋势，构建三维规则空间数据场；
12.基于隐式算法对三维规则数据场中的地质体进行等值面提取，得到由无数小三角
片面组成的地质矿体等值面；
13.基于数模转算法对获取的地质区域表层的深度数据和拍摄数据，转换得到多个表层建模点，同时确定地质区域表层和表层建模点的位置。
14.进一步，所述步骤一中，采集区域地质与水文地质信息，具体过程为：
15.区域地质与水文地质勘查阶段、区域地质与水文地质技术手段、区域地质与水文地质勘查设计编制、区域地质与水文地质勘查施工管理及原始地质编录、区域地质与水文地质勘查综合地质编录。
16.进一步，所述步骤一中，对采集的数据进行整合处理具体过程为：
17.将采集的区域地质与水文地质信息，建立数据集；
18.对数据集中的数据提取对应的目标特征，通过通过融合算法获取融合目标特征量，进行目标分类识别。
19.进一步，所述步骤一中，对遥感图像进行预处理具体过程为：
20.将获取的遥感图像，建立图像数据集，对数据集中的遥感图像进行几何校正；
21.在几何校正环境，使用从标准数据中选择控制点方式进行对全色图像几何校正，以全色图像作为基准图像配准多光谱图像；
22.将多光谱和全色图像进行融合处理，利用矢量边界对融合结果进行裁剪，并进行去云及阴影处理和大气校正，最后得到具有地理坐标、较高分辨率的多光谱图像。
23.进一步，所述几何校正包括：地理定位、几何精校正、图像配准、正射校正。
24.进一步，所述大气校正具体过程为：
25.将一遥感图像作为参考或基准图像，调整另一图像的dn值，使得两时相图像上同名的地物具有相同的dn值，实现多时相遥感图像的光谱归一化。
26.进一步，所述步骤四中，确定注浆条件具体为：
27.构建岩石裂缝中注浆扩散控制方程，并对注浆过程中的注浆压力进行计算；同时确定注浆压力与钻孔间距的之间距离。
28.进一步，所述步骤四中，确定注浆方案具体为：
29.根据采集的数据，结合选择的注浆材料、岩石缝隙中的注浆压力和注浆孔的布置确定注浆方案；
30.在注浆过程中，对整体的实施参数进行调整；
31.实施参数进行调整，包括：
32.经数据拟合后得到粘度时变函数，建立含水裂隙中注浆扩散物理模型，基于静力平衡原理推导浆液运动平衡方程；
33.流速与模拟的流速对比，生成构建含导水裂隙中浆液扩散控制修订方程。
34.本发明另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法。
35.本发明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，使得计算机执行所述的隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法。
36.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：本发明采集的区域地质与水文地质信息和遥感图像，可以为围岩裂隙水注浆治理设计提供全面准确的数据
参考；本发明通过对采集的数据进行整合处理，消除信息之间可能存在的冗余和矛盾，加以互补，改善信息提取的及时性和可靠性，提高数据的使用效率；通过对遥感图像进行预处理和深度处理，有效获取遥感图像的信息。同时本发明将相关的数据传递到云服务器中，云服务器利用大数据处理技术对数据进行分析，提高数据处理的准确性和速度，提高相应的工作效率。
附图说明
37.图1是本发明实施例提供的隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法流程图。
38.图2是本发明实施例提供的数据进行整合处理方法流程图。
39.图3是本发明实施例提供的遥感图像进行预处理方法流程图。
40.图4是本发明实施例提供的查询地质特征方法流程图。
41.图5是本发明实施例提供的确定注浆方案方法流程图。
具体实施方式
42.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。
43.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
44.如图1所示，本发明实施例提供的隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，包括：
45.s101：采集区域地质与水文地质信息，并对采集的数据进行整合处理；同时通过遥感获取区域与水文地质遥感图像，对遥感图像进行预处理和深度处理；结合上述获取的区域地质与水文地质信息和遥感图像，分析区域地质与水文地质条件；
46.s102：查询地质特征，对已经完成的隧道岩石进行测试实验，确定岩石水裂缝与水力联系；
47.s103：对注浆材料的理化特性分析，判断是否与隧道岩石理化特征匹配；
48.s104：将相关的数据传递到云服务器中，云服务器利用大数据处理技术对数据进行分析，确定注浆条件和注浆方案。
49.本发明实施例提供的s101中，采集区域地质与水文地质信息，具体过程为：
50.区域地质与水文地质勘查阶段、区域地质与水文地质技术手段、区域地质与水文地质勘查设计编制、区域地质与水文地质勘查施工管理及原始地质编录、区域地质与水文地质勘查综合地质编录。
51.如图2所示，本发明实施例提供的s101中，对采集的数据进行整合处理具体过程为：
52.s201：将采集的区域地质与水文地质信息，建立数据集；
53.s202：对数据集中的数据提取对应的目标特征，通过通过融合算法获取融合目标特征量，进行目标分类识别。
54.如图3所示，本发明实施例提供的s101中，对遥感图像进行预处理具体过程为：
55.s301：将获取的遥感图像，建立图像数据集，对数据集中的遥感图像进行几何校正；
56.s302：在几何校正环境，使用从标准数据中选择控制点方式进行对全色图像几何校正，以全色图像作为基准图像配准多光谱图像；
57.s303：将多光谱和全色图像进行融合处理，利用矢量边界对融合结果进行裁剪，并进行去云及阴影处理和大气校正，最后得到具有地理坐标、较高分辨率的多光谱图像。
58.所述几何校正包括：地理定位、几何精校正、图像配准、正射校正。
59.所述大气校正具体过程为：
60.将一遥感图像作为参考或基准图像，调整另一图像的dn值，使得两时相图像上同名的地物具有相同的dn值，实现多时相遥感图像的光谱归一化。
61.如图4所示，本发明实施例提供的s102中，查询地质特征具体过程为：
62.s401：查询地质特征，基于网络爬虫查询对三维地质模型过程中的数据进行查询，利用空间数据场构建信息，判断和预测地质体信息的分布趋势，构建三维规则空间数据场；
63.s402：基于隐式算法对三维规则数据场中的地质体进行等值面提取，得到由无数小三角片面组成的地质矿体等值面；
64.s403：基于数模转算法对获取的地质区域表层的深度数据和拍摄数据，转换得到多个表层建模点，同时确定地质区域表层和表层建模点的位置。
65.本发明实施例提供的s104中，确定注浆条件具体为：
66.构建岩石裂缝中注浆扩散控制方程，并对注浆过程中的注浆压力进行计算；同时确定注浆压力与钻孔间距的之间距离。
67.如图5所示，本发明实施例提供的s104中，确定注浆方案具体为：
68.s501：根据采集的数据，结合选择的注浆材料、岩石缝隙中的注浆压力和注浆孔的布置确定注浆方案；
69.s502：在注浆过程中，对整体的实施参数进行调整。
70.本发明实施例整体的实施参数进行调整，包括：
71.经数据拟合后得到粘度时变函数，建立含水裂隙中注浆扩散物理模型，基于静力平衡原理推导浆液运动平衡方程；
72.流速与模拟的流速对比，生成构建含导水裂隙中浆液扩散控制修订方程。
73.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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。

技术特征：
1.一种隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，其特征在于，所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法,包括以下步骤：步骤一，采集区域地质与水文地质信息，并对采集的数据进行整合处理；同时通过遥感获取区域与水文地质遥感图像，对遥感图像进行预处理和深度处理；结合上述获取的区域地质与水文地质信息和遥感图像，分析区域地质与水文地质条件；步骤二，查询地质特征，对已经完成的隧道岩石进行测试实验，确定岩石水裂缝与水力联系；步骤三，对注浆材料的理化特性分析，判断是否与隧道岩石理化特征匹配；步骤四，将相关的数据传递到云服务器中，云服务器利用大数据处理技术对数据进行分析，确定注浆条件和注浆方案；所述步骤二中，查询地质特征具体过程为：查询地质特征，基于网络爬虫查询对三维地质模型过程中的数据进行查询，利用空间数据场构建信息，判断和预测地质体信息的分布趋势，构建三维规则空间数据场；基于隐式算法对三维规则数据场中的地质体进行等值面提取，得到由无数小三角片面组成的地质矿体等值面；基于数模转算法对获取的地质区域表层的深度数据和拍摄数据，转换得到多个表层建模点，同时确定地质区域表层和表层建模点的位置。2.如权利要求1所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，其特征在于，所述步骤一中，采集区域地质与水文地质信息，具体过程为：区域地质与水文地质勘查阶段、区域地质与水文地质技术手段、区域地质与水文地质勘查设计编制、区域地质与水文地质勘查施工管理及原始地质编录、区域地质与水文地质勘查综合地质编录。3.如权利要求1所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，其特征在于，所述步骤一中，对采集的数据进行整合处理具体过程为：将采集的区域地质与水文地质信息，建立数据集；对数据集中的数据提取对应的目标特征，通过通过融合算法获取融合目标特征量，进行目标分类识别。4.如权利要求1所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，其特征在于，所述步骤一中，对遥感图像进行预处理具体过程为：将获取的遥感图像，建立图像数据集，对数据集中的遥感图像进行几何校正；在几何校正环境，使用从标准数据中选择控制点方式进行对全色图像几何校正，以全色图像作为基准图像配准多光谱图像；将多光谱和全色图像进行融合处理，利用矢量边界对融合结果进行裁剪，并进行去云及阴影处理和大气校正，最后得到具有地理坐标、较高分辨率的多光谱图像。5.如权利要求4所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，其特征在于，所述几何校正包括：地理定位、几何精校正、图像配准、正射校正。6.如权利要求4所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，其特征在于，所述大气校正具体过程为：将一遥感图像作为参考或基准图像，调整另一图像的dn值，使得两时相图像上同名的
地物具有相同的dn值，实现多时相遥感图像的光谱归一化。7.如权利要求1所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，其特征在于，所述步骤四中，确定注浆条件具体为：构建岩石裂缝中注浆扩散控制方程，并对注浆过程中的注浆压力进行计算；同时确定注浆压力与钻孔间距的之间距离。8.如权利要求1所述隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，其特征在于，所述步骤四中，确定注浆方案具体为：根据采集的数据，结合选择的注浆材料、岩石缝隙中的注浆压力和注浆孔的布置确定注浆方案；在注浆过程中，对整体的实施参数进行调整；实施参数进行调整，包括：经数据拟合后得到粘度时变函数，建立含水裂隙中注浆扩散物理模型，基于静力平衡原理推导浆液运动平衡方程；流速与模拟的流速对比，生成构建含导水裂隙中浆液扩散控制修订方程。9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1～8任意一项所述的隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法。10.一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，使得计算机执行如权利要求1～8任意一项所述的隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法。

技术总结
本发明属于裂隙水注浆治理技术领域，公开了一种隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法，采集区域地质与水文地质信息，并对采集的数据进行整合处理；通过遥感获取区域与水文地质遥感图像，对遥感图像进行预处理和深度处理；结合上述获取的区域地质与水文地质信息和遥感图像，分析区域地质与水文地质条件；查询地质特征，确定岩石水裂缝与水力联系，对注浆材料的理化特性分析；将相关的数据传递到云服务器中，云服务器利用大数据处理技术对数据进行分析，确定注浆条件和注浆方案。本发明通过对采集的数据进行整合处理，消除信息之间可能存在的冗余和矛盾，加以互补，改善信息提取的及时性和可靠性，提高数据的使用效率。提高数据的使用效率。提高数据的使用效率。


技术研发人员：汪华君
受保护的技术使用者：六盘水师范学院
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8