[发明专利]一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法

说明书

本发明涉及一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，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；进行几何建模，确定三维隧道地质概化模型；确定对应的布局参数，并对隧道掌子面进行超前钻孔布设；在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；根据波速分布图像、钻孔内波速图和地质电学数据多个方向的数据一致性，确定预测不良地质构造的位置区间范围；根据位置区间范围进行探测，规划施工方案。本发明采用多手段超前地质探测，结合地震波、电磁波以及电法三方面信息，有效地降低隧道施工风险，确保安全施工。

技术领域

本发明涉及隧道探测技术领域，尤其涉及一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法。

背景技术

现阶段我国取得了显著的建设结果，各地区的物质需求量也不断增加，而公路运输能力的不足以及运输成本问题都会阻碍区域经济的发展。我国西南区域，地形复杂，在保护环境的同时为减少成本，遂采用隧道进行山区施工，因而，隧道工程成为工程建设中不可或缺的关键项目。

在隧道工程的施工过程中，存在遇到多种复杂地质的情况，伴随着越来越多突水涌泥地质构造的出现，隧道的施工安全受到严格钳制。隧道完工时间对于公路的通车时间具有至关重要的控制作用，一味的寻求施工进度，将会违背施工规范，严重时将会导致隧道的塌方或突泥涌水等地质灾害发生，影响施工进度，严重时威胁人身安全。因此，在隧道施工前，将会对隧道进行勘测，水文调查等前提工作，但是，由于地质构造的多变性以及复杂性，勘察结构与实际结构往往会存在明显差别，反映不出真实情况，导致对施工工程实际存在地质问题难以通过勘察得出有效的结论。而不确定性的地质条件往往是施工中的隐形“炸弹”，很有可能会对工程造成重大损害。不但会影响工期，提高工程投资；更有可能破坏设备，给施工人员安全带来威胁。因此对于隧道施工，应控制好隧道的地质预报，通过有效的探测手段获取隧道前方地质情况。

具体来说，在山区复杂围岩地质构造区域，在自然地质条件下，由于地壳运动、围岩风化、地下水等的作用下，围岩本身的结构特征，容易发生突泥涌水地质灾害。现有技术中，公路隧道普遍是先进行大规模扫盲式或结合地质进行结构地质分析，但由于地壳运动，地下水的流动，导致地质结构错综复杂，致使单一的探测方式往往就是无法获得较为准确的地质信息，伴随着施工的推进，外加上人工在施工过程中对于围岩结构的扰动，致使原本就不稳定的围岩结构失稳，从而出现突泥涌水地质灾害，致使施工现场人、材、机等出现损失或损伤，从而导致工程工期的推延，不仅使得隧道工程被动加固的工程量增加，且有引起围岩结构出现失稳的风险。因此，建立一种快捷、简便、准确的隧道超前不良地质构造探测的方法显得尤为迫切。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，用以解决如何实现快捷、简便、准确的隧道超前不良地质构造探测的问题。

本发明提供一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，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。