[发明专利]基于电阻率跨孔CT的地铁盾构区间孤石精细化探测方法

权利要求书

1.一种基于电阻率跨孔CT的地铁盾构区间孤石精细化探测方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(1)根据现场环境特点和工程造价在掘进面前方未开挖段布置钻孔平面；

(2)铺设电阻率跨孔CT测线网，采用二维电阻率跨孔CT探测普查、三维电阻率跨孔CT探测详查的探测方案对地铁隧道盾构掘进前方未开挖段的孤石体进行三维空间定位和形态识别；

(3)将探测电极安装到钻孔中，利用组合式观测模式获取孔间介质的地电结构信息，将采集到的数据提取出来形成一个新的序列，所述组合式观测模式包括四极法电极阵列、三极法电极阵列和二极法电极阵列方法；

(4)对该序列进行综合反演解译，构造携带距离加权函数的三维电阻率反演目标函数及反演方程，并对反演方程进行求解；

(5)形成测区范围内孤石异常体探测的电阻率成像结果图，并结合已有地质分析推断孤石体的大小、空间分布情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中布置钻孔平面的具体方法为：

沿隧道开挖轴线的两侧布置两排钻孔，钻孔垂直地面打入，将钻孔布置在隧道边界之外，相邻两钻孔间距控制在设定距离以内。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体方法为：

首先采用二维电阻率跨孔CT探测方法对地铁隧道盾构掘进前方未开挖段的孤石体赋存情况进行普查，圈定疑似单个大直径孤石、孤石群地层或存在安全隐患的重点探查区域，然后在重点探查区域进一步开展三维电阻率跨孔CT探测方法详查，实现孤石体的三维空间定位和形态识别。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二维电阻率跨孔CT探测方法为在一对钻孔内布置测线进行数据采集和分析，钻孔连线与隧道轴线垂直或相交，形成孔间二维地电断面成像结果图，能够反映探测剖面内部及外部一定范围内的地质异常；

所述三维电阻率跨孔CT探测方法为在沿隧道轴线两侧各2个相邻钻孔内布置测线进行数据采集和分析，形成孔间三维全空间电阻率成像结果图，能够对钻孔所围成区域内部的地质异常进行精确的三维空间定位和形态识别。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中构造的目标函数具体为：

Φ_l＝(Δd-AΔm)^T(Δd-AΔm)+λ(W_lCΔm)^T(W_lCΔm)；

其中，Δd表示实测数据与正演理论数据的差向量，Δm表示模型参数增量向量，A表示敏感度矩阵，C表示光滑度矩阵；λ为拉格朗日常数，用于控制数据方差项和模型方差项之间的权重；w_l表示网格模型中网格的距离加权因子。