[发明专利]一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法

权利要求书

1.一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于，包括：

获取隧道区域内的结构地形、预测不良地质构造以及工程隧道条件；

根据所述结构地形、所述预测不良地质构造以及所述工程隧道条件进行几何建模，确定三维隧道地质概化模型；

确定所述三维隧道地质概化模型对应的布局参数，并根据所述布局参数对隧道掌子面进行超前钻孔布设，确定布设完备的隧道掌子面；

在所述布设完备的隧道掌子面进行跨孔CT扫描、孔内地质雷达探测和激发极化法探测，分别确定两个超前钻孔之间的波速分布图像、超前钻孔内波速图和地质电学数据；

根据所述波速分布图像、所述钻孔内波速图和所述地质电学数据多个方向的数据一致性，确定所述预测不良地质构造的位置区间范围；

根据所述位置区间范围进行探测，确定实际不良地质构造，并通过所述实际不良地质构造规划施工方案。

2.根据权利要求1所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于，所述布局参数包括隧道掌子面的尺寸、钻孔位置、钻孔数量、钻孔孔深、钻孔角度以及孔间距中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于，所述确定所述三维隧道地质概化模型对应的布局参数包括：根据所述三维隧道地质概化模型的边界数据和探测要求，设置所述布局参数，以布设多个超前钻孔。

4.根据权利要求3所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于，所述边界数据包括所述三维隧道地质概化模型的三维空间尺寸，布置空间结构测试布局、以及各测试仪器相互之间的空间关系。

5.根据权利要求1所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，所述在所述布设完备的隧道掌子面进行跨孔CT扫描、孔内地质雷达探测和激发极化法探测，分别确定两个超前钻孔之间的波速分布图像、超前钻孔内波速图和地质电学数据包括：

激发地震波对所述隧道掌子面的每两个超前钻孔之间进行跨孔CT；

根据地震波的初至走时信息，确定所述每两个超前钻孔之间的波速分布图像。

6.根据权利要求1所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，所述在所述布设完备的隧道掌子面进行跨孔CT扫描、孔内地质雷达探测和激发极化法探测，分别确定两个超前钻孔之间的波速分布图像、超前钻孔内波速图和地质电学数据包括：

对所述隧道掌子面前方发射脉冲电磁波讯号，其中，当所述脉冲电磁波讯号遇到探测目标时产生相应的反射讯号；

根据所述反射讯号，确定所述超前钻孔对应的所述超前钻孔内波速图。

7.根据权利要求1所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，所述在所述布设完备的隧道掌子面进行跨孔CT扫描、孔内地质雷达探测和激发极化法探测，分别确定两个超前钻孔之间的波速分布图像、超前钻孔内波速图和地质电学数据包括：

依次对所述隧道掌子面的超前钻孔进行激发极化法探测，确定对应的所述地质电学数据。

8.根据权利要求1所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，所述根据所述波速分布图像、所述钻孔内波速图和所述地质电学数据多个方向的数据一致性，确定所述预测不良地质构造的位置区间范围包括：

根据所述波速分布图像和所述地质电学数据，形成对应的定位信息；

结合所述定位信息，通过数值反算的方式进行所述隧道掌子面前方地质反推理，确定所述位置区间范围。

9.根据权利要求8所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，所述根据所述波速分布图像、所述钻孔内波速图和所述地质电学数据多个方向的数据一致性，确定所述预测不良地质构造的位置区间范围还包括：

结合所述波速分布图像和所述钻孔内波速图，进行垂直面与水平面两个方向的验证分析。

10.根据权利要求9所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，所述根据所述波速分布图像、所述钻孔内波速图和所述地质电学数据多个方向的数据一致性，确定所述预测不良地质构造的位置区间范围还包括：

根据所述地质电学数据，对所述波速分布图像和所述钻孔内波速图进行验证分析。