隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法方法及相关设备技术

本申请实施例提供了一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法及相关设备，可以解决现有隧道超前探测中采用跨孔雷达透射成像的方法需要设置大量雷达天线的问题

【技术实现步骤摘要】
隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法方法及相关设备


[0001]本申请属于隧道超前探测
，尤其涉及一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法及相关设备
。

技术介绍

[0002]隧道超前探测技术是用于隧道施工中一项不可或缺的技术，而在现有的隧道超前探测技术中跨孔雷达具有探测距离远
、
分辨率高和含水体敏感等优势，能过满足对掌子面前方不良地质的精细化探查需要
。
[0003]其中，
CN103728670B
公开了一种
TBM(Tunnel Boring Machine
；全断面掘进机
)
施工隧道前向跨孔雷达透射成像超前预报系统和方法，可以分别在两个钻孔内布置多级雷达发射天线和雷达接收天线，进行跨孔雷达探测，从而实现快速精确地实现隧道掘进面前方地质情况的预报
。
但是该方法需设置大量雷达天线，成本较高
。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法，可以解决现有隧道超前探测中采用跨孔雷达透射成像的方法需要设置大量雷达天线的问题
。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法，该方法包括：
[0006]将雷达发射天线设置于发射信号钻孔内；
[0007]将第一雷达接收天线和第二雷达接收天线设置于接收信号钻孔内，所述雷达发射天线的位置处于所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的位置之间；
[0008]调整所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的相对位置以获取所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的雷达全波形反演图；
[0009]基于所述雷达全波形反演图和所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线
、
所述第二雷达接收天线的位置确定隧道的异常体所占空间
。
[0010]可选的，在基于所述雷达全波形反演图和所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线
、
所述第二雷达接收天线的位置确定隧道的异常体所占空间的步骤之后，
[0011]所述方法还包括：
[0012]将所述第一雷达接收天线和
/
或所述第二雷达接收天线根据预设步进距离靠近；
[0013]基于所述预设步进距离获取所述第一雷达接收天线和
/
或所述第二雷达接收天线的雷达全波形反演图
。
[0014]可选的，还包括：
[0015]基于不同所述预设步进距离的雷达全波形反演图获取所述异常体所占空间的变化趋势
。
[0016]可选的，所述雷达全波形反演图包括相对介电常数雷达全波形反演图和
/
或电导率雷达全波形反演图
。
[0017]可选的，还包括：
[0018]基于所述相对介电常数雷达全波形反演图和
/
或所述电导率雷达全波形反演图获取所述异常体的相对介电常数和
/
或电导率的变化趋势；
[0019]基于所述异常体的相对介电常数和
/
或电导率的变化趋势确定所述异常体的形态参数
。
[0020]可选的，还包括：
[0021]获取所述隧道的轮廓线；
[0022]基于所述轮廓线确定所述发射信号钻孔和所述接收信号钻孔的平面位置以使所述发射信号钻孔和所述接收信号钻孔的直线距离最大
。
[0023]可选的，所述钻孔包括水平钻孔或倾斜钻孔
。
[0024]本申请实施例的第二方面提供了一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测装置，该装置包括：
[0025]第一设置模块，用于将雷达发射天线设置于发射信号钻孔内并记录所述雷达发射天线的位置；
[0026]第二设置模块，用于将第一雷达接收天线和第二雷达接收天线设置于接收信号钻孔内并记录所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的位置，所述雷达发射天线的位置处于所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的位置之间；
[0027]调整模块，用于调整所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的相对位置以获取所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的雷达全波形反演图；
[0028]确定模块，用于基于所述雷达全波形反演图和所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线
、
所述第二雷达接收天线的位置确定隧道的异常体所占空间
。
[0029]本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，该电子设备包括至少一个处理器
、
以及与上述处理器连接的至少一个存储器，其中，上述处理器用于调用上述存储器中的程序指令，执行上述第一方面任一项所述的一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法
。
[0030]本申请实施例的第四方面提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述存储介质所在设备执行上述第一方面任一项所述的一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法
。
[0031]综上，本申请实施例提供的一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法，该方法包括：将雷达发射天线设置于发射信号钻孔内；将第一雷达接收天线和第二雷达接收天线设置于接收信号钻孔内，所述雷达发射天线的位置处于所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的位置之间；调整所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的相对位置以获取所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的雷达全波形反演图；基于所述雷达全波形反演图和所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线
、
所述第二雷达接收天线的位置确定隧道的异常体所占空间
。
通过在发射信号钻孔内设置一个雷达发射天线，在接收信号钻孔内设置第一雷达接收天线和第二雷达接收天线，可以分别获取上述雷达发射天线与上述第一雷达接收天线
、
第二雷达接收天线之间收发电磁波所形成的雷达全波形反演图，并可以通过调整雷达发射天线
、
第一雷达接收天线
、
第二雷达接
收天线之间的相对位置获取不同探测剖面的雷达全波形反演图，由于电磁波穿过物体可以反映出物体的内部结构，而基于雷达发射天线与雷达接收天线之间的电磁波进行层析成像反演计算可以获取雷达全波形反演图，因此在雷达发射天线与雷达接收天线之间的直达波与围岩中的异常体发生接触的情况下，即可通过基于雷达全波形反演图反映出异常体的边界，基于异常体的边界可以获取上述异常体在围岩中所占空间，本方法可以在仅设置雷达发射天线
、
第一雷达接收天线
、
第二雷达天线的情况下获取为隧道围岩中的异常体所占空间，相对于现有的跨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种隧道前向跨孔雷达透射成像超前监测方法，其特征在于，包括：将雷达发射天线设置于发射信号钻孔内；将第一雷达接收天线和第二雷达接收天线设置于接收信号钻孔内，所述雷达发射天线的位置处于所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的位置之间；调整所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的相对位置以获取所述第一雷达接收天线和所述第二雷达接收天线的雷达全波形反演图；基于所述雷达全波形反演图和所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线
、
所述第二雷达接收天线的位置确定隧道的异常体所占空间
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述雷达全波形反演图和所述雷达发射天线
、
所述第一雷达接收天线
、
所述第二雷达接收天线的位置确定隧道的异常体所占空间的步骤之后，所述方法还包括：将所述第一雷达接收天线和
/
或所述第二雷达接收天线根据预设步进距离靠近；基于所述预设步进距离获取所述第一雷达接收天线和
/
或所述第二雷达接收天线的雷达全波形反演图
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：基于不同所述预设步进距离的雷达全波形反演图获取所述异常体所占空间的变化趋势
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述雷达全波形反演图包括相对介电常数雷达全波形反演图和
/
或电导率雷达全波形反演图
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：基于所述相对介电常数雷达全波形反演图和
/
或所述电导率雷达全波形反演图获取所述异常体的相对介电常数和
/
或电导率的变化趋势；基于所述异常体的相对介电常数和

【专利技术属性】
技术研发人员：高军，李东超，刘凯文，殷亮，张远征，陈更，李松真，齐永国，王波，许丹，林晓，杨立云，周斌，薛惠玲，何国栋，刘仍兵，高阳，
申请(专利权)人：中铁大桥科学研究院有限公司中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：