CN105334545A - 定向钻孔三维立体地质信息获取的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定向钻孔三维立体地质信息获取的方法。其中该方法包括沿预设的隧道线性走向钻探取样，获取岩芯并得到钻孔，并对岩芯进行分析得到相应的第一地质信息；将探测传感器随水压式绳索取芯器通过钻孔泵入地下，对钻孔周边三维围岩进行物理勘探，得到第二地质信息；结合并分析第一地质信息及第二地质信息，得到隧道区域及隧道周边岩体区域的全方位三维立体地质信息。本发明的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，可以对水平或者缓平倾斜的钻孔进行探测，得到探测的隧道区域的全方位的三维立体地质信息，对工程实施及地质体透明化具有重要意义。避免工程实施后期隧道工程计划变动及工程事故，降低工程成本。
Description
技术领域
本发明涉及工程地质探测领域，尤其涉及一种定向钻孔三维立体地质信息获取的方法。
背景技术
物理勘探简称物探，是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础，用不同的物理方法和物探仪，探测天然或者人工的地球物理场的变化，通过分析获得的物探资料推断所探测区域的地址构造、矿产分布情况。在所有物探手段中，钻探是很常用的一种物探手段。其是指用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地表下地层，并可以沿孔深取样的一种勘探手法。在传统钻探中，通常是在垂直或者高倾斜钻孔内进行物探，探测传感器由自重垂掉入孔底。而对于水平或者平缓倾斜的钻孔无自重可利用，如何对上述的钻孔进行探测并获取相应的地质信息成为一个亟待解决的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够充分利用水平或者平缓倾斜钻孔获取地质信息的方法。
为实现本发明目的提供的一种定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，包括以下步骤：
沿预设的隧道线性走向钻探取样，获取岩芯并得到钻孔，并对所述岩芯进行分析得到相应的第一地质信息；
将探测传感器随水压式绳索取芯器通过所述钻孔泵入地下，对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，得到第二地质信息；
结合并分析所述第一地质信息及所述第二地质信息，得到所述隧道区域及所述隧道周边岩体区域的全方位三维立体地质信息。
在其中一个实施例中，所述三维立体地质信息包括，断层破碎带，地下涌水带，地下岩溶洞穴，岩石类型的变化，岩层构造及裂隙岩体完整性的变化及岩石节理裂隙的发育组分。
在其中一个实施例中，所述钻孔为从垂直到水平的长距离的定向钻孔。
在其中一个实施例中，所述对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，勘探数据由附在所述探测传感器中的记忆晶片在所述钻孔内直接采集并记录。
在其中一个实施例中，所述对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，包括以下步骤：
利用钻孔三维测量仪在所述钻孔中进行钻孔三维测量；
利用钻孔声波成像仪在所述钻孔中进行钻孔声波成像；
利用钻孔测井波速仪在所述钻孔中进行横波、纵波地震波速测试；
利用钻孔间声波扫描成像仪在所述钻孔中进行钻孔电视；
利用钻孔雷达在所述钻孔中进行雷达探测；
利用钻孔电磁波CT技术在所述钻孔中进行孔间CT。
在其中一个实施例中，所述记忆晶片在钻孔内直接采集的数据使用专用的软件进行数据分析处理。
在其中一个实施例中，对所述三维立体地质信息的存储、分析、处理在控制部分进行。
在其中一个实施例中，所述控制部分为计算机、工控机或者控制软件。
在其中一个实施例中，所述第一地质信息包括岩石的矿物组成，岩石类型及物理学特性参数。
本发明的有益效果包括：
本发明提供的一种定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，通过将探测传感器随水压式绳索取芯器通过钻孔泵入地下。可以对水平或者缓平倾斜的钻孔进行探测，得到探测的隧道区域的全方位的三维立体地质信息，对工程实施及地质体透明化具有重要意义。为工程实施例做好前期预测，避免后期隧道工程计划变动及工程事故，有效降低工程成本。
附图说明
图1为本发明一种定向钻孔三维立体地质信息获取的方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明一种定向钻孔三维立体地质信息获取的方法的一具体实施例的从垂直到水平的长距离定向钻孔的示意图；
图3为本发明一种定向钻孔三维立体地质信息获取的方法的一具体实施例的步骤S200包含步骤的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，如图1所示包括以下步骤：
S100，沿预设的隧道线性走向钻探取样，获取岩芯并得到钻孔，并对所述岩芯进行分析得到相应的第一地质信息。所述第一地质信息包括岩石的矿物组成、岩石类型、物理学特性参数等地质信息。
S200，将探测传感器随水压式绳索取芯器通过所述钻孔泵入地下，对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，得到第二地质信息。利用所述探测传感器进行物探，扩展探测勘察范围从线性的钻孔到周边的三维围岩，涵盖隧道挖开全截面及周边岩体，获取全方位地质信息。扩展的范围可达到以钻孔为中心的50米半径内，覆盖隧道挖掘部分。
S300，结合并分析所述第一地质信息及所述第二地质信息，得到所述隧道区域及所述隧道周边岩体区域的全方位三维立体地质信息。
本发明实施例的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，通过将探测传感器随水压式绳索取芯器通过所述钻孔泵入地下，可以对水平或者缓平倾斜的钻孔进行探测，得到探测的隧道区域的全方位的三维立体地质信息，对工程实施及地质体透明化具有重要意义。为工程实施例做好前期预测，避免后期隧道工程计划变动及工程事故，有效降低工程成本。
所述三维立体地质信息包括，断层破碎带，地下涌水带，地下岩溶洞穴，岩石类型的变化，岩层构造，裂隙岩体完整性的变化，岩石节理裂隙的发育组分，等等对工程设计施工方案具有关键意义的地质信息。
在其中一个实施例中，所述钻孔为从垂直到水平的长距离的定向钻孔。在工程开挖岩体区域，钻取如图2所示的从垂直到水平的长距离定向钻孔100，并通过所述的从垂直到水平的长距离定向钻孔获取工程需要的隧道开挖岩体的三维立体地质信息。由此可较准确的确定隧道开挖岩体的三维地质信息，而不是传统方法中单纯确定的沿隧道走向的一维线性地质信息，向地质体透明化的理想买进了一大步，同时对工程实际具有重要意义。此处需要说明的是，除了在隧道开挖岩体区域钻取从垂直到水平的长距离的定向钻孔外，在其他工程需要的区域也可通过钻去从垂直到水平的长距离的定向钻孔获取区域的三维立体地质信息。
在其中一个实施例中，所述对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，勘探数据由附在所述探测传感器中的记忆晶片在所述钻孔内直接采集并记录。与传统的，探测传感器由自重垂吊入钻孔的孔底，探测传感器的数据由缆线传至地表计算机不同，本发明实施例中，探测传感器的数据直接由附在放入钻孔的探测传感器中的记忆晶片在钻孔内直接采集记录，而不再需要缆线的传输，使操作更为简便，且可避免由传输线缆引入的噪声及对数据造成的一些其他影响。
在其中一个实施例中，所述对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，如图3所示，包括以下步骤：
S210，利用钻孔三维测量仪在所述钻孔中进行钻孔三维测量。
S220，利用钻孔声波成像仪在所述钻孔中进行钻孔声波成像。
S230，利用钻孔测井波速仪在所述钻孔中进行横波、纵波地震波速测试。
S240，利用钻孔间声波扫描成像仪在所述钻孔中进行钻孔电视。
S250，利用钻孔雷达在所述钻孔中进行雷达探测。
S260，利用钻孔电磁波CT技术在所述钻孔中进行孔间CT。
通过上述步骤，结合相关的技术分析及所述第一地质信息，可得到所探测区域的断层破碎带，地下涌水带，地下岩溶洞穴，岩石类型的变化，岩层构造，裂隙岩体完整性的变化，岩石节理裂隙的发育组分等地质信息。此处需要说明的是，上述步骤的顺序可根据实际工程需要进行调整，执行顺序不影响探测结果。上述步骤S210～S260中所使用的技术手段均为现有技术，此处不再一一详细说明。
在其中一个实施例中，所述记忆晶片在钻孔内直接采集的数据使用专用的软件进行数据分析处理。如可使用USRadar公司的SeekerSPRAcquisitionSoftware进行数据分析。
在其中一个实施例中，对所述三维立体地质信息的存储、分析、处理在控制部分进行。在工程实践中，数据分析处理部分由专门的控制部分进行。所述控制部分可以是计算机、工控机或者控制软件等。由专门的部分对探测的数据进行集中分析处理，便于数据的管理，防止数据丢失，也有利于保存原始数据以便日后查证。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，包括以下步骤：
沿预设的隧道线性走向钻探取样，获取岩芯并得到钻孔，并对所述岩芯进行分析得到相应的第一地质信息；
将探测传感器随水压式绳索取芯器通过所述钻孔泵入地下，对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，得到第二地质信息；
结合并分析所述第一地质信息及所述第二地质信息，得到所述隧道区域及所述隧道周边岩体区域的全方位三维立体地质信息。
2.根据权利要求1所述的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，所述三维立体地质信息包括，断层破碎带，地下涌水带，地下岩溶洞穴，岩石类型的变化，岩层构造，裂隙岩体完整性的变化及岩石节理裂隙的发育组分。
3.根据权利要求1所述的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，所述钻孔为从垂直到水平的长距离的定向钻孔。
4.根据权利要求1所述的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，所述对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，勘探数据由附在所述探测传感器中的记忆晶片在所述钻孔内直接采集并记录。
5.根据权利要求1所述的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，所述对所述钻孔周边三维围岩进行物理勘探，包括以下步骤：
利用钻孔三维测量仪在所述钻孔中进行钻孔三维测量；
利用钻孔声波成像仪在所述钻孔中进行钻孔声波成像；
利用钻孔测井波速仪在所述钻孔中进行横波、纵波地震波速测试；
利用钻孔间声波扫描成像仪在所述钻孔中进行钻孔电视；
利用钻孔雷达在所述钻孔中进行雷达探测；
利用钻孔电磁波CT技术在所述钻孔中进行孔间CT。
6.根据权利要求4所述的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，所述记忆晶片在钻孔内直接采集的数据使用专用的软件进行数据分析处理。
7.根据权利要求1所述的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，对所述三维立体地质信息的存储、分析、处理在控制部分进行。
8.根据权利要求7所述的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，所述控制部分为计算机、工控机或者控制软件。
9.根据权利要求1至8任一项所述的定向钻孔三维立体地质信息获取的方法，其特征在于，所述第一地质信息包括岩石的矿物组成，岩石类型及物理学特性参数。
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|---|---|
| CN (1) | CN105334545A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105719433A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-29 | 铁道第三勘察设计院集团有限公司 | 一种基于孔内地震波的超前预报方法 |
| CN106125161A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-16 | 钟世航 | 一种隧道施工地质预报的显示方法 |
| CN108549099A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-09-18 | 广东省交通规划设计研究院股份有限公司 | 地下隐伏结构的尺寸信息采集方法和采集系统 |
| CN109031430A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-12-18 | 中国地质科学院岩溶地质研究所 | 一种单钻孔地质雷达定向反射成像的探测方法 |
| CN109061762A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-21 | 贵州省水利水电勘测设计研究院 | 地下暗河探测方法 |
| CN110211231A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-06 | 西南交通大学 | 一种三维地质灾害信息模型建模方法 |
| CN111502677A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-07 | 中铁第六勘察设计院集团有限公司 | 一种地下工程深浅组合地质勘察布置方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4821164A (en) * | 1986-07-25 | 1989-04-11 | Stratamodel, Inc. | Process for three-dimensional mathematical modeling of underground geologic volumes |
| CN101532373A (zh) * | 2009-04-28 | 2009-09-16 | 北京六合伟业科技有限公司 | 多点岩芯定向取芯系统及方法 |
| JP2010266347A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Japan Atomic Energy Agency | 地質構造調査システム及びその方法 |
| CN102436014A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-05-02 | 海工英派尔工程有限公司 | 一种地下水封洞库多参数立体地质结构评价方法 |
| CN102759751A (zh) * | 2012-07-30 | 2012-10-31 | 山东大学 | 地下工程高分辨率三维电阻率ct成像超前预报系统和方法 |
| CN102979520A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-03-20 | 上海交通大学 | 基于bwsrm原理的水平孔地应力测量装置 |
| CN203658599U (zh) * | 2014-01-07 | 2014-06-18 | 山东大学 | Tbm施工隧道前向跨孔雷达透射成像超前预报系统 |
-
2014
- 2014-07-24 CN CN201410353938.1A patent/CN105334545A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4821164A (en) * | 1986-07-25 | 1989-04-11 | Stratamodel, Inc. | Process for three-dimensional mathematical modeling of underground geologic volumes |
| CN101532373A (zh) * | 2009-04-28 | 2009-09-16 | 北京六合伟业科技有限公司 | 多点岩芯定向取芯系统及方法 |
| JP2010266347A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Japan Atomic Energy Agency | 地質構造調査システム及びその方法 |
| CN102436014A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-05-02 | 海工英派尔工程有限公司 | 一种地下水封洞库多参数立体地质结构评价方法 |
| CN102759751A (zh) * | 2012-07-30 | 2012-10-31 | 山东大学 | 地下工程高分辨率三维电阻率ct成像超前预报系统和方法 |
| CN102979520A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-03-20 | 上海交通大学 | 基于bwsrm原理的水平孔地应力测量装置 |
| CN203658599U (zh) * | 2014-01-07 | 2014-06-18 | 山东大学 | Tbm施工隧道前向跨孔雷达透射成像超前预报系统 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| WILLIAM J.JOHNSON,ET AL.: "SURFACE GEOPHYSICAL METHODS FOR DETECTION OF UNDERGROUND MINE WORKINGS", 《SYMPOSIUM ON GEOTECHNICAL METHODS FOR MINE MAPPING VERIFICATIONS》 * |
| 常江华等: "水平孔绳索取心钻进技术在金矿坑道勘探中的应用", 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 * |
| 贾金生: "《中国大坝建设60年》", 31 January 2013, 中国水利水电出版社 * |
| 黄春琳: "浅谈水利工程地质勘测及工程地质环境", 《科学论坛》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105719433A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-29 | 铁道第三勘察设计院集团有限公司 | 一种基于孔内地震波的超前预报方法 |
| CN105719433B (zh) * | 2016-03-25 | 2018-12-04 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种基于孔内地震波的超前预报方法 |
| CN106125161A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-16 | 钟世航 | 一种隧道施工地质预报的显示方法 |
| CN106125161B (zh) * | 2016-06-17 | 2018-06-22 | 钟世航 | 一种隧道施工地质预报的显示方法 |
| CN108549099A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-09-18 | 广东省交通规划设计研究院股份有限公司 | 地下隐伏结构的尺寸信息采集方法和采集系统 |
| CN109031430A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-12-18 | 中国地质科学院岩溶地质研究所 | 一种单钻孔地质雷达定向反射成像的探测方法 |
| CN109061762A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-21 | 贵州省水利水电勘测设计研究院 | 地下暗河探测方法 |
| CN110211231A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-06 | 西南交通大学 | 一种三维地质灾害信息模型建模方法 |
| CN111502677A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-07 | 中铁第六勘察设计院集团有限公司 | 一种地下工程深浅组合地质勘察布置方法 |
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