[发明专利]一种路基岩溶及采空区的综合探测方法及系统

权利要求书

1.一种路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤如下：

(1)结合探测区域的地质资料和钻探资料，进行地质分析，确定探测方法；

(2)进行远距离粗略探测：利用地震波法和可控源法对大范围、深部的路基岩溶及采空区进行普查；

(3)进行近距离精细探测：利用探地雷达法、瞬变电磁法、跨孔高密度电法和地表高密度电法对小范围、浅部的路基岩溶及采空区进行精细刻画；

(4)将地震波法、可控源法、探地雷达法、瞬变电磁法和跨孔高密度电法的探测结果作为先验信息，加入到地表高密度电法的反演方程中，进行约束反演，得到溶岩及采空区的定位、范围及填充物信息；

(5)判断由反演结果是否能圈定岩溶及采空区的定位、范围及填充物信息，如若不能则返回步骤(1)；

(6)如若能，则设计钻孔，对反演显示的岩溶及采空区的区域进行钻孔探测，进行对比验证，若钻孔验证结果与反演结果不符，则返回步骤(1)；

(7)如若钻孔验证结果与反演结果相符，则进行钻孔扩孔，探入三维激光钻孔扫描仪；

(8)对岩溶及采空区进行三维激光扫描，确定岩溶及采空区空间形态，指导路基施工。

2.如权利要求1所述的路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤(2)中，对于地震波法，采用人工震源进行激振，在路基测量区域布置多条测线，每条测线24道检波器，偏移距10m，道间距1m，任意一条测线的反射波信息多次覆盖。

3.如权利要求1所述的路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤(2)中，对于可控源法，由可控源接收发射机向路基测区发射电场信号和磁场信号，用不同的采样频率和采样长度对电场信号和磁场信号进行采样，得到相应的电磁场信息。

4.如权利要求1所述的路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤(3)中，对于探地雷达法，由200MHZ探地雷达发射机发射电磁波信号，对范围深度为1m-30m范围内的路基测区进行测量，接收电磁波反射信号，分析其频率、振幅与相位变化。

5.如权利要求1所述的路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤(3)中，对于瞬变电磁法，在路基测区范围内，布置不接地回线，通过供电向地下产生一次脉冲磁场，由接收线圈接收一次场在地下介质中引起的二次感应涡流场，测量深度范围为1m-40m。

6.如权利要求1所述的路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤(3)中，对于跨孔高密度电法，钻孔孔径12cm，孔深20m，钻孔间距20m，钻孔数量由测区范围决定，采用温纳-施伦贝谢测量装置进行处理。

7.如权利要求1所述的路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤(3)中，对于地表高密度电法，在路基探测范围内，布置至少三条高密度电法测线，采用温纳-施伦贝谢测量装置进行测量，测量深度范围为1m-30m，得到视电阻率。

8.如权利要求1所述的路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤(4)中，所述先验信号包括但不限于边界信息和电性信息，将所述先验信息加入到地表高密度电法的反演方程中，降低反演的多解性，进行约束反演，提高反演的精度，得到溶岩及采空区的定位、范围及填充物信息。

9.如权利要求1所述的路基岩溶及采空区的综合探测方法，其特征在于，步骤(8)中，进行钻孔扩孔，使其直径大于三维激光钻孔扫描仪的最大直径，然后探入三维激光钻孔扫描仪，对岩溶及采空区进行三维精细扫描。

10.一种路基岩溶及采空区的综合探测系统，其特征在于，包括：

探测方法确定模块，被配置为：结合探测区域的地质资料和钻探资料，进行地质分析，确定探测方法；

远距离粗略探测模块，被配置为：利用地震波法和可控源法对大范围、深部的路基岩溶及采空区进行普查；

近距离精细探测模块，被配置为：利用探地雷达法、瞬变电磁法、跨孔高密度电法和地表高密度电法对小范围、浅部的路基岩溶及采空区进行精细刻画；

约束反演模块，被配置为：将地震波法、可控源法、探地雷达法、瞬变电磁法和跨孔高密度电法的探测结果作为先验信息，加入到地表高密度电法的反演方程中，进行约束反演，得到溶岩及采空区的定位、范围及填充物信息；

反演结果判断模块，被配置为：判断由反演结果是否能圈定岩溶及采空区的定位、范围及填充物信息，如若不能则利用探测方法确定模块重新开始探测；

钻孔验证模块，被配置为：反演结果如果能圈定岩溶及采空区的定位、范围及填充物信息，则设计钻孔，对反演显示的岩溶及采空区的区域进行钻孔探测，进行对比验证，若钻孔验证结果与反演结果不符，则利用探测方法确定模块重新开始探测；

三维激光扫描模块，被配置为：如若钻孔验证结果与反演结果相符，则进行钻孔扩孔，探入三维激光钻孔扫描仪，对岩溶及采空区进行三维激光扫描，确定岩溶及采空区空间形态，指导路基施工。