一种隧道施工安全的监测方法、系统、电子设备及介质与流程

本技术涉及隧道安全监测，具体涉及一种隧道施工安全的监测方法、系统、电子设备及介质。

背景技术：

1、随着城市化进程的加速和基础设施建设的快速发展，隧道作为重要的交通运输通道，在城市建设中的作用日益凸显。隧道作为现代交通基础设施的重要组成部分，在克服复杂地形尤其是山区和城市地区的地理障碍中扮演着关键角色，不仅能够显著缩短道路和铁路的行程距离，还能有效提升地铁系统的联通性和整体交通流的效率。然而，在隧道的建设过程中，裂缝的出现及其随后的扩展是一项严峻的挑战。若未能及时检测和处理，这些裂缝可能导致严重的结构不稳定，甚至塌方事故，严重威胁到施工人员的安全及工程进度。

2、目前，现有隧道的安全监测方法通过工作人员巡视或巡视车辆等方式获取隧道表面的裂缝信息，根据裂缝信息对隧道进行安全评估。但是在实际应用中，

3、仅考虑隧道表面的裂缝情况，往往容易忽略隧道内部潜在的威胁，监测到隧道裂缝与实际隧道裂缝存在误差，导致对隧道施工进行安全监测的准确性较低。

技术实现思路

1、本技术提供了一种隧道施工安全的监测方法、系统、电子设备及介质，具有提高隧道施工安全监测的准确性的效果。

2、第一方面，本技术提供了一种隧道施工安全的监测方法，包括：

3、获取施工隧道的隧道图像和所述施工隧道基于声波扫描操作反馈的声波信号；

4、根据所述隧道图像，确定所述施工隧道中所处隧道表面的多个第一裂缝，并根据所述声波信号，确定所述施工隧道中所处隧道壁内部的多个第二裂缝；

5、根据各所述第一裂缝的位置，确定所述施工隧道的第一裂缝分布路径，并根据各所述第二裂缝的位置，确定所述施工隧道的第二裂缝分布路径；

6、根据所述第一裂缝分布路径和所述第二裂缝分布路径，生成所述施工隧道的裂缝分布网状图；

7、确定所述裂缝分布网状图中的至少一个目标监测点，基于各所述目标监测点所处位置的安全监测指标对所述施工隧道进行评估，得到所述施工隧道的安全评估结果。

8、通过采用上述技术方案，通过图像识别和声波信号分析相结合的方式，全面获取了隧道表层和内部的裂缝分布信息。确定反映表层裂缝的第一裂缝分布路径和反映内部裂缝的第二裂缝分布路径。并基于两者确定裂缝交汇点，生成直观展示裂缝分布交汇情况的裂缝分布网状图。选取裂缝交汇较多的区域作为目标监测点，在这些薄弱环节开展安全监测。通过对目标监测点的监测数据进行评估，可以动态全面地判断隧道的安全状态，找到结构上的薄弱环节。该方案实现了对隧道表层与内部的统一评估，可以提前发现安全隐患，提高了隧道施工安全监测的准确性。

9、可选的，将所述隧道图像与预设标准隧道图像进行比较，得到所述施工隧道的差异图像；提取所述差异图像中的特征点，并根据所述特征点，确定位于所述隧道表面的各所述第一裂缝；确定所述声波信号的延迟时长和强度衰减值，并根据所述延迟时长和所述强度衰减值，确定所述隧道壁内部的各所述第二裂缝。

10、通过采用上述技术方案，与标准图像比较提取出差异特征点，可以排除普通表面纹理的干扰，高效锁定表层裂缝目标。分析声波信号的传播参数，判断出信号延迟和衰减的异常变化，进而识别出内部裂缝，利用了图像处理和声波检测的优势，实现了对隧道表层裂缝和内部裂缝的准确联合识别。表层裂缝的特征点提取避免了外界环境噪声的影响，内部裂缝的声波信号分析实现了对不可见区域的探测，可全面获取隧道表层与内部的裂缝分布。

11、可选的，获取所述隧道壁中各分段区域的围岩压力；根据各所述分段区域的围岩压力和各所述第一裂缝的位置，确定多个目标裂缝；确定各所述目标裂缝的开裂方向，并根据各所述开裂方向和各所述目标裂缝的位置，生成所述施工隧道的第一裂缝分布路径。

12、通过采用上述技术方案，检测不同分段区域的围岩压力，找出压力较大区域的表层裂缝作为目标裂缝。根据这些目标裂缝的开裂方向和位置确定出第一裂缝分布路径，分析围岩压力对裂缝的影响，可以有效识别出受压较大、扩展风险更高的关键裂缝。确定这些关键裂缝的分布方向后，可以更准确地锁定表层裂缝的主要扩展途径，提高了第一裂缝分布路径的确定精度，为后续的裂缝交汇区域判断奠定了基础，增强了施工隧道安全评估的效果。

13、可选的，判断所述分段区域的围岩压力是否大于预设围岩压力；若所述分段区域的围岩压力大于预设压力，则将所述分段区域作为目标监测区域；根据各所述第一裂缝的位置和所述目标监测区域的位置，确定位于所述目标监测区域的各所述目标裂缝。

14、通过采用上述技术方案，预设围岩压力阈值，判断压力大于该阈值的区域作为目标监测区域，然后在压力较大的区域内确定关键的目标裂缝，充分利用了围岩压力预警的效果，可以提前锁定压力较大、裂缝扩展风险更高的区域。并在这些重点区域内筛选出核心的目标裂缝，进行重点监测，可以更聚焦地找到裂缝风险最大的关键部位，使第一裂缝分布路径判断更准确有效。

15、可选的，根据各所述第二裂缝的位置，确定各所述第二裂缝之间的间隔距离；将所述间隔距离小于预设间隔距离的两个所述第二裂缝作为相邻裂缝，并确定各所述相邻裂缝的开裂方向；根据各所述相邻裂缝的开裂方向和各所述相邻裂缝的位置，生成所述施工隧道的第二裂缝分布路径。

16、通过采用上述技术方案，计算各第二裂缝间的间隔距离，确定出间距较近即相邻的裂缝，并根据相邻裂缝的开裂方向和位置确定出第二裂缝分布路径。该技术方案充分考虑了裂缝间的距离关系，可以有效识别出相互影响较大、潜在串联风险更高的关键裂缝，确定这些关键裂缝的分布方向后，可以更准确地锁定内部裂缝的主要扩展途径，提高了第二裂缝分布路径的确定精度，为后续的裂缝交汇区域判断奠定了基础，增强了施工隧道安全评估的效果。

17、可选的，根据各所述第一裂缝分布路径和各所述第二裂缝分布路径，确定多个裂缝交汇点；根据各所述裂缝交汇点，生成所述施工隧道的裂缝分布网状图。

18、通过采用上述技术方案，确定表层和内部裂缝分布路径的交汇点，生成裂缝分布的网状图。该方案直观地标识出不同裂缝方向上的交汇情况，反映了表层与内部裂缝串联的可能路径。裂缝在交汇处聚集，更易扩展衍生，因此交汇处是结构薄弱点。通过网状图清晰展示了这些薄弱环节的分布，使评估结果更具有针对性，提供了一种更直观的反映裂缝分布和交汇情况的方式，可以更好地确定关键的监测点，提高评估的精确性。

19、可选的，将所述裂缝分布网状图划分为多个网格区域，并确定各所述网格区域的裂缝数量；若所述网格区域的裂缝数量大于预设数量，则将所述网格区域作为所述目标监测点；根据各所述所述目标监测点的所述平均裂缝深度、所述平均裂缝长度以及所述平均裂缝宽度，计算各所述目标监测点的安全系数；对各所述目标监测点的安全系数进行加权求和，得到所述施工隧道的安全值，并根据所述安全值，确定所述施工隧道的安全评估结果。

20、通过采用上述技术方案，将裂缝分布网状图细分为多个网格区域，统计每个网格区域的裂缝数量，并以裂缝数量多的区域作为关键的目标监测点。在这些目标监测点，统计平均裂缝参数，计算出区域的安全系数，将各区域的安全系数加权求和，得到整体安全值，进行安全评估，该技术方案充分利用了裂缝分布网状图，使用裂缝数量来判断薄弱区域，使评估更准确，提高了安全判断的效果。

21、在本技术的第二方面提供了一种隧道施工安全的监测系统。

22、信息获取模块，用于获取施工隧道的隧道图像和所述施工隧道基于声波扫描操作反馈的声波信号；

23、裂缝识别模块，用于根据所述隧道图像，确定所述施工隧道中所处隧道表面的多个第一裂缝，并根据所述声波信号，确定所述施工隧道中所处隧道壁内部的多个第二裂缝；

24、网状图生成模块，用于根据各所述第一裂缝的位置，确定所述施工隧道的第一裂缝分布路径，并根据各所述第二裂缝的位置，确定所述施工隧道的第二裂缝分布路径；根据所述第一裂缝分布路径和所述第二裂缝分布路径，生成所述施工隧道的裂缝分布网状图；

25、安全评估模块，用于确定所述裂缝分布网状图中的至少一个目标监测点，基于各所述目标监测点所处位置的安全监测指标对所述施工隧道进行评估，得到所述施工隧道的安全评估结果。

26、在本技术的第三方面提供了一种电子设备。

27、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现一种隧道施工安全的监测方法。

28、在本技术的第四方面提供了一种计算机可读存储介质。

29、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现一种隧道施工安全的监测方法。

30、综上所述，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

31、通过采用本技术技术方案，通过图像识别和声波信号分析相结合的方式，全面获取了隧道表层和内部的裂缝分布信息。确定反映表层裂缝的第一裂缝分布路径和反映内部裂缝的第二裂缝分布路径。并基于两者确定裂缝交汇点，生成直观展示裂缝分布交汇情况的裂缝分布网状图。选取裂缝交汇较多的区域作为目标监测点，在这些薄弱环节开展安全监测。通过对目标监测点的监测数据进行评估，可以动态全面地判断隧道的安全状态，找到结构上的薄弱环节。该方案实现了对隧道表层与内部的统一评估，可以提前发现安全隐患，提高了隧道施工安全监测的准确性。