[发明专利]一种用于花岗岩球状风化体的高精度水平综合勘探方法

说明书

本发明公开了一种用于花岗岩球状风化体的高精度水平综合勘探方法，包括如下步骤：S1在盾构隧道始发到达井或中间风井的洞门上沿隧道方向打定向钻，采用定向钻进行水平钻探，探测得到孤石的位置、岩性和强度；钻探孔的数量根据隧道断面大小而定；S2在钻探孔上直接布置物探，物探的探测源在隧道断面内沿着隧道方向进行探测，探测得到孤石的体量、形态及周边介质。本发明不仅有效探测范围大大增加，而且能有效减少资源浪费。

技术领域

本发明涉及勘探技术领域，具体涉及一种用于花岗岩球状风化体的高精度水平综合勘探方法。

背景技术

花岗岩发育区域的地层中时常存在坚硬的球状风化体，盾构法施工的隧道遇到球状风化体时，轻则地面塌陷、刀具损坏，重则刀盘卡死无法掘进，因此需要提前探测出球状风化体(俗称孤石，以下简称孤石)的六要素(位置、岩性、体量、强度、形态、周边介质)为后续制定针对性处理措施提供依据。孤石直径通常在1-3m左右，依据工程规范的勘探要求，往往无法发现孤石。有些工程先采用物探方法确定孤石分布的大致概率，再根据孤石分布概率采用钻探方法来确定孤石的具体要素，但从工程实践情况来看，物探的精度仍有待提高，盲目钻探的现象依然严重，研究一种更精确的孤石探测方法意义重大。

如图1所示，目前在工程上采用的一般孤石探测方法是：先采用地面竖向物探的方式，即在地面100沿着隧道方向布置多组探测源101，通过向地下发射各类波，利用孤石200与土体的电阻率存在差异的特点，通过分析波的频率、速度等特性来判断孤石的分布概率。再根据上阶段得到的孤石概率进行钻探，分析得到孤石的要素。该方法主要具有如下缺点：

1)地面物探精度低。物探技术通常以各类型的波为探测手段，但是地面充斥着其他的干扰波，尤其在生活密集区，地面建构物、行车、人声等都对物探产生干扰。另外以目前的物探技术，即使排除其他波的干扰，它本身精度也很少能达到70％以上的，尤其在孤石位置的探测上。

2)探测范围大造成资源浪费。对于盾构施工来说，只有隧道断面范围内的孤石会对盾构的施工有影响，在隧道断面范围以外的孤石无影响也就无需探测。而采用地面竖向勘探方式针对的探测范围是地面到隧道以下所有空间范围，且沿着隧道方向需布设若干组物探，探测的范围越大，需要布设的物探数量越多，同时精度也越不准确，造成的盲目钻探也越严重，导致严重的资源浪费。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于花岗岩球状风化体的高精度水平综合勘探方法，不仅有效探测范围大大增加，而且能有效减少资源浪费。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于花岗岩球状风化体的高精度水平综合勘探方法，包括如下步骤：

S1在盾构隧道始发到达井或中间风井的洞门上沿隧道方向打定向钻，采用定向钻进行水平钻探，探测得到孤石的位置、岩性和强度；钻探孔的数量根据隧道断面大小而定；

S2在钻探孔上直接布置物探，物探的探测源在隧道断面内沿着隧道方向进行探测，探测得到孤石的体量、形态及周边介质。

进一步地，6m直径的隧道断面布设3～5个钻探孔。

本发明的有益效果在于：

1、本发明是一种钻探+物探相结合的高精度水平综合勘探方法，结合钻探和物探的自身优势，分别探测孤石的对应要素。本发明只探测隧道断面内的孤石，不仅有效探测范围大大增加，而且减少资源浪费，同时本发明是在盾构始发掘进之前进行探测的，不会影响盾构正常施工。

2、在工程初勘的基础上，以盾构隧道始发到达井或中间风井洞门为探测平台，不仅减小了传统孤石勘探对地面交通的影响，而且也大大降低了地面活动对孤石探测精度的干扰。

3、从洞门采用定向钻进行水平钻探，钻探能实际接触孤石，对孤石的位置、强度、岩性把控非常精确。