[发明专利]一种用于隧道长距离三维超前地质预报方法

权利要求书

1.一种用于隧道长距离三维超前地质预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在隧道掌子面(1)上垂直布置8个钻孔(2)，钻孔孔径50mm，深度500mm，分成两行，每行4个，同一行的钻孔(2)沿隧道的中线对称设置，上下两行相邻的四个钻孔(2)成正方形布置；

步骤2、在掌子面(1)上的8个钻孔(2)中安装8支检波器(3)，检波器(3)与钻孔(2)孔壁密合，安装深度500mm；

步骤3、在隧道掌子面(1)上布置10个人工震源点(4)，分成两行，每行5个，每个检波器(3)的左右两侧分别设置有一个人工震源点(4)，上下两行相邻的四个人工震源点(4)成正方形布置；

步骤4、震源垫板(5)包括正方形钢板(6)，所述正方形钢板(6)的中心处设置有金属插头(7)，将震源垫板(5)的金属插头(7)对正人工震源点(4)垂直插入掌子面(1)中，使震源垫板(5)贴紧掌子面(1)，垫板中心与人工震源点(4)重合；

步骤5、检查测量隧道掌子面(1)上检波器(3)和人工震源点(4)的安装后的实际位置，检查测量掌子面(1)的宽度和高度；

步骤6、将8个检波器(3)串联并与三维地震数据采集仪连接；将8磅铁锤与三维地震数据采集仪的激发器连接；

步骤7、人工手持8磅铁锤击打震源垫板(5)中心位置产生人工地震波，每个人工震源点(4)击打八次；

步骤8、三维地震数据采集仪采集记录由于人工地震波传播而产生的反射波信号，得到三维地震反射波记录数据；

步骤9、对三维地震反射信号进行处理，生成三维地震反射波特征图谱；

步骤10、分析三维地震反射波特征图谱，解译隧道掌子面(1)前方及其周围地质变化情况，对隧道施工前方及其周围地质情况进行准确超前预报，所述三维地震反射波特征图谱包括纵波波速图谱、横波波速图谱、含水量概率图谱、泊松比、杨氏模量及风险等级概率图谱。

2.根据权利要求1所述的用于隧道长距离三维超前地质预报方法，其特征在于，所述的8个检波器(3)为高精度速度型，型号为GMT-12V或GMT-12H。

3.根据权利要求1所述的用于隧道长距离三维超前地质预报方法，其特征在于，所述布置掌子面上的8个检波器(3)位于掌子面中间位置，分两行、正方形布置，每行4个检波器(3)，间距为1.5～2.0m，分布于掌子面(1)的中线两侧，上下两行相邻的4个检波器(3)成正方形布置，掌子面(1)底部的4个检波器(3)距隧道掌子面(1)底部0.5～1.0m。

4.根据权利要求1所述的用于隧道长距离三维超前地质预报方法，其特征在于，所述10个人工震源点(4)分别位于检波器(3)的左右各1.0m处，两行分布，正方形布置，人工震源点(4)之间的距离为1.5～2.0m，底部人工震源点距隧道掌子面(1)底部0.5～1.0m。

5.根据权利要求1所述的用于隧道长距离三维超前地质预报方法，其特征在于，所述布置在掌子面(1)上的10个人工震源点(4)的分布范围覆盖所述8个检波器(3)的分布范围。

6.根据权利要求1所述的用于隧道长距离三维超前地质预报方法，其特征在于，所述正方形钢板(5)的厚度为10mm，所述金属插头长度为80mm。