[發明專利]一種用彈性波反射法作隧道施工地質預報確定地質體反射面產狀和空間位置的方法

有效

• 申請號: 201010266601.9
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101950030A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 鐘世航;王榮
• 申請（專利權）人: 鐘世航;王榮
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種用彈性波反射法作隧道施工地質預報確定地質體反射面產狀和空間位置的方法。本發明涉及在隧道或其他地下工程掌子面上用彈性波反射類方法探查前方巖體中斷層等反射面的測量和計算方法，屬隧道或地下工程施工地質預報技術領域。

背景技術

在隧道或其他地下工程中探查掌子面前方地質體時確定其產狀和空間位置是一個重要內容，目前所采用的多種彈性波反射類方法、探地雷達等，都為全面而準確地確定這些地質體的空間位置而努力，突破的一種途徑是力圖用三維空間布置采集測點來解決。但非三維空間布置的采集測點的數據采集方法則遇到了困難。TSP、HSP等方法在隧道邊墻布置排列的彈性波反射類方法僅能粗略地給出反射體位置，無法作出空間定位和給出斷層等的產狀，因而無法準確確定地質體反射面的空間位置。

發明內容：

本發明的目的是提供一種隧道施工地質預報時確定地質體位置的方法，即采用彈性波反射類方法測量、計算出掌子面前方地質體的反射面的產狀，并確定其空間位置的方法。對溶洞等物體確定其距掌子面最近點的距離和位置，沒有產狀問題，較為簡單。而對于斷層等面狀反射面，需要確定其走向、傾向、傾角的產狀，并根據他們確定其空間位置，比較復雜。其做法是：

在掌子面上設定一條水平測線AB和一條與其相交叉的鉛垂向測線CD，在測線上以20～40cm的距離設置測點。以20～40cm的震—檢距激發彈性波并測出每個測點反射波的時間曲線，然后將一條測線上各點的時間曲線匯成時間剖面，在時間剖面上得到測點到反射面的反射時間。在知道波速的情況下，計算出地質體反射面的產狀(走向、傾向、傾角)并確定它在隧道掌子面前方的空間位置。

結合附圖來說明計算方法。

附圖說明：

圖1為在隧道掌子面上布置一條水平測線和一條鉛垂向的測線示意圖。

圖中M—隧道掌子面；AB—水平測線；CD—鉛垂向測線；

1、2…14—水平向測線AB上的測點號；

Ⅰ、Ⅱ…Ⅶ—鉛垂向測線CD上的測點號；

圖2為測線、射線及計算輔助線示意圖。

圖中M—隧道掌子面；AB—水平測線；CD—鉛垂向測線；

N—反射面(斷層面)；

AA′⊥N、AA′為A點的入射波射線，A′為反射點；

BB′⊥N、BB′為B點的入射波射線，B′為反射點；

CC′⊥N、CC′為C點的入射波射線，C′為反射點；

DD′⊥N、DD′為D點的入射波射線，D′為反射點；

AA_lB_lB面為通過測線AB的水平面，垂直掌子面M，與反射面N交于A_lB_l線；

A_l為通過測線AB的水平面上A點到反射面N并垂直掌子面的線AA_l與N面的交點；

B_l為通過測線AB的水平面上B點到反射面N并垂直掌子面的線BB_l與N面的交點；

CC′D′D面⊥M面并通過鉛垂向測線CD，與面N交于線C′D′；

AA_l⊥M面；

BB_l⊥M面；

A_p點是通過A′點并與測線AB平行的線A′A_p與BB′線的交點；

B_p點是通過A_l點并與測線AB平行的線A_lB_p與BB_l線的交點；

D″是在DD′上、∠D′C′D″(∠β)的一邊與線DD′的交點，C′D″⊥DD′；

面BB′B″⊥N面并與A_lB_l交于B″點；

BB″為面BB′B″和通過AB的水平面(AA_lB_lB面)與N面的交線；

A點的入射波射線AA′＝V×T_AA′/2，

B點的入射波射線BB′＝V×T_BB′/2，

C點的入射波射線CC′＝V×T_CC′/2，

D點的入射波射線DD′＝V×T_DD′/2；

式中：V—波速，

T_AA′—測點A到反射面的反射時間，

T_BB′—測點B到反射面的反射時間，