1.一种隧道地质综合超前预报专家系统,其特征在于,包括隧道地质综合超前预报专家系统主模块、隧道洞内地质调查装置、隧道洞内物探装置以及超前水平钻探装置;隧道地质综合超前预报专家系统主模块通过数据读取与输出接口分别与隧道洞内地质调查装置、隧道洞内物探装置、超前水平钻探装置连接;隧道地质综合超前预报专家系统主模块包括隧道地质宏观预报子模块、隧道洞内地质调查分析子模块、物探方法选择与探测结果分析子模块、掌子面前方不良地质预报子模块、超前水平钻探及结果分析子模块以及生成处置措施子模块,所述隧道洞内地质调查装置包括掌子面及边墙摄影系统、地质罗盘、卷尺及绘图工具,所述隧道洞内物探装置包括地质雷达、瞬变电磁仪及TSP系统三种设备,所述超前水平钻探装置包括钻机与现场记录系统。
2.根据权利要求1所述的隧道地质综合超前预报专家系统,其特征在于:
所述隧道地质宏观预报子模块包括初始资料录入、隧址区地质情况宏观判断、预报结果输出与存储、划分风险等级及重点预报地段三个部分;
所述隧道洞内地质调查分析子模块包括掌子面及边墙摄影资料读取与其他相关初始资料录入、已开挖段地质资料分析、掌子面前方地质情况判断、结果输出与保存四个部分;
所述物探方法选择与探测结果分析子模块包括物探方法选择、提出仪器现场参数与测点或测线布置方式、物探结果读取与存储、物探结果初步解译、解译结果输出与保存五个部分;
所述掌子面前方不良地质预报子模块是将隧道地质宏观预报结果、隧道洞内地质调查分析结果与物探解译结果综合分析,对掌子面前方地质情况做出判段,判断结果作为提出处置方案的依据;
所述超前水平钻探及结果分析子模块包括选择超前水平钻设备并确定钻点布设位置、现场记录结果读取、钻探结果分析、掌子面前方地质情况判断、结果输出与保存五个部分;
所述生成处置措施子模块是依据掌子面前方不良地质预报与超前水平钻探分析结果提出相应的处置方案。
3.一种适用于权利要求1所述的隧道地质综合超前预报专家系统的实现方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)搜集已有勘察设计成果、区域地质资料和地表补充调查资料;启动隧道地质宏观预报子模块,按界面要求录入宏观地质预报所需初始信息,系统自动对隧址区地质情况进行宏观判断,并进行风险等级及重点预报地段划分;将宏观地质预报初始信息与结果按桩号保存于数据库中,(2)使用洞内地质调查装置包括掌子面及边墙摄影系统、地质罗盘、卷尺及绘图工具,记录掌子面及边墙地质情况;启动隧道洞内地质调查分析子模块,读取掌子面及边墙地质记录资料;系统自动依据掌子面及边墙地质记录资料分析隧道已开挖段地质情况并根据已开挖段地质情况判断掌子面前方地质情况;将隧道掌子面及边墙地质记录资料与洞内地质调查分析结果按桩号保存于数据库中,(3)启动物探方法选择与探测结果分析子模块,系统自动分析隧道地质宏观预报、隧道洞内地质调查结论与常见各种物探方法特点,并提出合适的物探方法组合、每种仪器现场最佳探测参数与测点或测线布置方式;依据专家系统指示,设置仪器参数、布置测点或测线并进行现场探测;读取每种探测方法现场探测结果,提取探测图像与数据特征,并初步解译探测结果;按掌子面桩号将物探结果、仪器参数、测点或测线布置情况分类保存于数据库中,(4)启动掌子面前方不良地质预报子模块,输入所预报掌子面桩号,系统自动调出宏观地质预报结论、洞内地质调查结论与掌子面物探初步解译结果,并综合分析各种结果判断掌子面前方地质情况,包括是否存在不良地质体、不良地质体类型、位置与规模;若掌子面前方地质条件较好、不存在不良地质体,则输出预报结果,结束预报,进行下一步施工,若掌子面前方存在不良地质体,则进入超前水平钻探及结果分析子模块;按桩号将掌子面前方不良地质预报结果保存于数据库中,(5)启动超前水平钻探及结果分析子模块,系统自动依据掌子面前方不良地质预报结果选择超前水平钻设备并确定钻点布设位置并进行现场钻探;读取现场记录结果,系统自动分析钻探结果并最终确定掌子面前方地质情况;按桩号将超前水平钻探分析结果保存于数据库中,(6)启动生成处置措施子模块,系统自动调取掌子面前方不良地质预报与超前水平钻探分析结果,并生成相应的处置方案,按桩号将生成的处置措施保存于数据库中。