[發明專利]一種基于孔內地震波的超前預報方法

有效

• 申請號: 201610178440.5
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105719433B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 劉振明;王銀;郝明;李志華
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王倩

本發明涉及一種基于孔內地震波的超前預報方法，包括以下步驟：⑴、將孔內激發探頭和接收探頭同步推至鉆孔底部；⑵、用注水裝置向孔內注滿水，并用橡皮塞封住孔口；⑶、采用孔內激發地震波和孔口激發地震波進行探測；⑷、數據處理解釋及成果輸出。本發明是一種新的超前預報手段，它能夠借助孔內共偏移距地震記錄的優點近距離、直觀準確的探測到孔徑周邊一定范圍的構造異常、能夠近距離獲取圍巖的巖體特征；能夠利用孔口共炮點激發獲取的地震記錄獲取更為準確的縱波速度值；能夠減少鉆探容易漏報的現象；能夠獲取比其它地震超前預報方法更準確的速度信息；能夠更加準確地給出隧道超前預報成果；預報成果為施工決策者決定是否增加鉆孔數量、采用何種開挖方式提供有力參考。

技術領域

本發明涉及地質預報技術領域，尤其是一種基于孔內地震波的超前預報方法。

背景技術

超前地質預報是在復雜的地質情況下，為防止工程安全事故發生，保證施工生產安全的一門技術。它是根據隧道所在巖體的有關勘探資料、施工過程中采用的物理探測、地質預測、鉆孔探測等結果，運用相應的地質理論和災害發生規律對這些資料進行分析、研究，從而對施工掌子面前方巖體情況及成災可能性做出預報，及時調整施工方法并采取相應的技術措施，保證施工生產的安全。超前地質預報是隧道信息化的重要組成部分，是施工階段正常的工序。

在隧道超前預報中，對設計勘察和物探法超前預報所提供的資料中圍巖變化異常段或富含水區域段，經常通過超前水平鉆探進一步確定不良地質體的位置、寬度、富水情況以及圍巖等級等。這些鉆孔經常“一孔之見”，很容易將孔旁地質體特別是溶洞漏報，因而一般需要布置多孔鉆探。一個超前鉆井生產來之不易，淺則十余米，深則數十米，是否在鉆孔周圍存在隱伏目標、是否需要再進行更多的鉆孔，一直困擾著技術人員。

目前國內外超前地質預報所采用的物探方法包括：地震波法、地質雷達、紅外探測、電測法、核磁共震法等。各種物探技術在超前預報中發揮著重要作用，但當目標體距離較遠、深度太大時，物探對規模相對較小的對象勘探能力和分辨能力都受到局限，無論現場采集和內業處理均或多或少受到各種人為干擾，所提供的物探預報成果經常受到質疑。

利用超前鉆孔，采用相應的物探方法，將鉆孔周邊一定范圍內的地質情況進一步查明，可探測孔旁未被鉆探揭示的不良地質體，可擴大鉆孔的探測半徑，可獲取更為準確的圍巖速度參數，提高超前鉆孔的利用價值，規避施工安全，同時酌情可減少不必要鉆探量。

針對樁基持力層完整性和樁位巖溶勘察等只需定性判斷離鉆孔較近距離內是否存在異常體的等應用領域，饒其榮、李學文提出管波探測法(專利號CN1245637C)，它以獨特的優越性在樁基持力層完整性和樁位巖溶勘察等方面發揮著重要作用。管波探測法的本質是只利用孔內的斯通利波的波場形態變化對鉆孔周邊的地質情況進行定性判斷的一種手段，而沒有對其它地震波信息加以分析利用，它無法獲取孔內各段地層的地震波速度值，更無法根據縱波速度對地層進行準確的圍巖分級(TB10012-2007表4.3.2-4)，所得到的探測結果只能作為定性分析，存在片面性，因此不能作為一個完整的超前預報手段。另外將管波探測法應用于樁基持力層完整性和樁位巖溶勘察，這些均基于豎向有水鉆孔，如何解決水平無水鉆孔的管波探測也是需要完善之處。

發明內容

本發明的目的在于彌補現有技術的不足之處，提供一種借助水平超前預報鉆孔、在孔內開展綜合地震波探測的基于孔內地震波的超前預報方法。

本發明的目的是通過以下技術手段實現的：

一種基于孔內地震波的超前預報方法，其特征在于：包括以下步驟：

⑴、將孔內激發探頭和接收探頭保持合適的間距，然后用推送桿將兩個探頭同步推至鉆孔底部；

⑵、用注水裝置向孔內注滿水，并用橡皮塞封住孔口，防止水流出，以保證孔內激發的條件；