[发明专利]一种路基岩溶及采空区的综合探测方法及系统

说明书

本公开提供了一种路基岩溶及采空区的综合探测方法及系统，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，进行远距离粗略探测；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进行近距离精细探测；将上述探测方法的探测结果作为先验信息，进行约束反演；然后通过钻孔对反演结果进行验证；对钻孔扩大孔径，探入三维激光扫描仪进行岩溶及采空区扫描；本公开实现了路基岩溶及采空区的多地球物理方法综合探测，加入先验约束反演，降低反演多解性，提高反演精度，并且通过三维激光钻孔扫描仪对岩溶及采空区进行扫描，实现了对路基岩溶及采空区的精确定位、范围大小以及填充物的探测。

技术领域

本公开涉及路基岩溶及采空区的探测技术领域，特别涉及一种路基岩溶及采空区的综合探测方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

随着我国国民经济的发展和综合国力的提高，我国铁路、公路等建设工程项目也迅猛发展，大量的路基建设场地跨越含有地下空洞的区域，如岩溶洞穴、煤矿采空区等。在修筑公路的过程中，岩溶和采空区是危害路基稳定性的主要因素。

因此，探明路基场地的岩溶及采空区的位置及大小对工程质量和安全有重要意义。目前常用的岩溶及采空区的探测方法有：地震波法、探地雷达法、瞬变电磁法、声波CT法、陆地声呐法、电法等。对路基岩溶及采空区的探测而言，主要任务有两个：(1)探明岩溶及采空区的位置；(2)圈定岩溶及采空区的范围及填充物。

本公开发明人发现，目探测路基岩溶及采空区仍面临以下问题：(1)单独任意一种地球物理方法，在大范围的路基场地测量中，其探测深度受限、精确度差，以及受物性差异影响大；(2)目前用于路基岩溶及采空区的综合探测方法大部分为多种单一地球物理方法的单独探测，然后对所得数据进行人为解译，很少有将某一种或多种探测结果作为先验信息加入到其他探测反演方程中去进行解译；(3)对于大部分岩溶及采空区探测而言，基本都有钻孔来验证反演结果，但缺少对于岩溶及采空区的三维扫描。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种路基岩溶及采空区的综合探测方法及系统，将多种方法探测的结果作为先验信息加入到高密度电法反演方程中，使反演精度更高，对岩溶和采空区进行范围定位，配合三维激光钻孔扫描仪，更加精确的获取岩溶及采空区的空间形态，实现了对路基岩溶及采空区的精确定位、范围大小以及填充物的探测，对路基施工有较好的指导意义。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种路基岩溶及采空区的综合探测方法。

一种路基岩溶及采空区的综合探测方法，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；