本發(fā)明涉及隧道工程，具體涉及一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法。

背景技術：

1、地下水是指賦存于地面以下巖石空隙中的水，狹義上是指地下水面以下飽和含水層中的水，地下水是水資源的重要組成部分，由于水量穩(wěn)定，水質好，是農業(yè)灌溉、工況和城市的重要水源之一。

2、現(xiàn)有傳統(tǒng)的鉆探法在對地下水地層進行探測時，主要依靠人工對地質情況進行識別探測，不能夠識別細小的地質異常，由于地下水層和其他地質介質特性不同，傳統(tǒng)方法不能有效識別地下水層的位置和規(guī)模，對于隧道工程中可能遇到的地下水層，不能夠提前探測并提供準確的定位信息，因此不能提前制定合理的排水措施，可能會帶來突水事故，危險性大，而且傳統(tǒng)的方法耗費時間長，效率慢，影響施工進度的順利進行。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，解決現(xiàn)有傳統(tǒng)的方法不能夠識別細小的地質異常的問題；不能有效識別地下水層的位置和規(guī)模，對于隧道工程中可能遇到的地下水層，不能夠提前探測并提供準確的定位信息，危險性大的問題以及耗費時間長，效率慢，影響施工進度的順利進行的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，所述方法包括如下步驟：

3、s1：在掌子面上布置測量電極系m，在測量電極系m周邊布置電極a，在隧道后方安裝電極b和電極n；

4、s2：將電纜插頭與激發(fā)極化法儀主機上的“測量電纜”插座對接，將供電與采集線纜連接，調整接觸耦合電極與掌子面接觸良好；

5、s3：啟動儀器設備主機運行軟件進行供電與電勢差數(shù)據(jù)的采集，電極a供入電流，待測量電極系m測量結束后，向掌子面后方移動供電電極系a，繼續(xù)測量陣列電極m的電勢，直至供電電極系移動到預定位置探測結束，數(shù)據(jù)采集完成后，對數(shù)據(jù)進行反演解譯，對于可能出現(xiàn)的不良地質體進行反演定位與形態(tài)刻畫。

6、優(yōu)選的，所述步驟s1中電極m的安裝在隧道掌子面上，所述電極m是由若干測量電極組成的陣列測量電極系。

7、優(yōu)選的，所述步驟s1中電極a安裝在測量電極系m的外圍掌子面周邊，所述電極a是由4個供電電極組成的供電電極系。

8、優(yōu)選的，所述電極b和電極n為供電電極位于隧道后方。

9、優(yōu)選的，所述測量電極m布置12-14個，選用不極化電極。

10、優(yōu)選的，所述電極a組成的供電電極環(huán)數(shù)目為10-15個，每環(huán)所布置的供電電極數(shù)目應為4個，最后一圈供電電極環(huán)距離掌子面約為80m；刀盤靠近中心位置布置一個供電電極a0。

11、優(yōu)選的，所述電極n與掘進面的距離應不小于10倍的供電電極a與測量電極m之間的距離，電極b距掘進面遠于電極n，且與電極n的間距不小于10倍的供電電極a與測量電極m之間的距離。

12、優(yōu)選的，所述于不極化電極的電極極差絕對值不超過2mv。

13、由上述技術方案可知，本發(fā)明具有如下有益效果：

14、該基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，通過在掌子面上布置測量電極系m，在測量電極系m周邊布置電極a，在隧道后方安裝電極b和電極n，將電纜插頭與激發(fā)極化法儀主機上的“測量電纜”插座對接，將供電與采集線纜連接，調整接觸耦合電極與掌子面接觸良好，啟動儀器設備主機運行軟件進行供電與電勢差數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集完成后，對數(shù)據(jù)進行反演解譯，對于可能出現(xiàn)的不良地質體進行反演定位與形態(tài)刻畫，這種方法可以識別細小的地質異常，對于隧道工程中遇到的地下水層，能夠提前探測并提供準確的定位信息，有助于制定合理的排水措施，防止突水事故，提高了安全性，通過施加較強電流，可以獲取深部地質信息，提供更全面的地質情況預報，減少施工風險，解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)的方法不能夠識別細小的地質異常的問題；不能有效識別地下水層的位置和規(guī)模，對于隧道工程中可能遇到的地下水層，不能夠提前探測并提供準確的定位信息，危險性大的問題以及耗費時間長，效率慢，影響施工進度的順利進行的問題。

技術特征：

1.一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，其特征在于：所述步驟s1中電極m的安裝在隧道掌子面上，所述電極m是由若干測量電極組成的陣列測量電極系。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，其特征在于：所述步驟s1中電極a安裝在測量電極系m的外圍掌子面周邊，所述電極a是由4個供電電極組成的供電電極系。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，其特征在于：所述電極b和電極n為供電電極位于隧道后方。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，其特征在于：所述測量電極m布置12-14個，選用不極化電極。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，其特征在于：所述電極a組成的供電電極環(huán)數(shù)目為10-15個，每環(huán)所布置的供電電極數(shù)目應為4個，最后一圈供電電極環(huán)距離掌子面約為80m；刀盤靠近中心位置布置一個供電電極a0。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，其特征在于：所述電極n與掘進面的距離應不小于10倍的供電電極a與測量電極m之間的距離，電極b距掘進面遠于電極n，且與電極n的間距不小于10倍的供電電極a與測量電極m之間的距離。

8.根據(jù)權利要求5所述的一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，其特征在于：所述于不極化電極的電極極差絕對值不超過2mv。

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，所述方法包括如下步驟S1：在掌子面上布置測量電極系M，在測量電極系M周邊布置電極A，在隧道后方安裝電極B和電極N；S2：將電纜插頭與激發(fā)極化法儀主機上的“測量電纜”插座對接，將供電與采集線纜連接，調整接觸耦合電極與掌子面接觸良好；該基于激發(fā)極化原理的地下水地層超前探測方法，解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)的方法不能夠識別細小的地質異常的問題；不能有效識別地下水層的位置和規(guī)模，對于隧道工程中可能遇到的地下水層，不能夠提前探測并提供準確的定位信息，危險性大的問題以及耗費時間長，效率慢，影響施工進度的順利進行的問題。

技術研發(fā)人員：劉愛武,王勇,呂笑笑,徐華生,王好明,王克義,陳文尹,王圣濤,魯先雲(yún),邱偉,李耀飛,陳光,楊曉帆,王瑤瑤,狄?guī)?張俊儒,陳鵬濤,姚大闖,林先明,魏亮,李偉
受保護的技術使用者：中鐵四局集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17