CN117452517A - 一种地铁工程勘察方法、装置、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地铁工程勘察方法、装置、终端设备及存储介质，所述方法包括：获取待测区的待勘探点和预设的观测半径，根据待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵进行微动探测，得到待测区的视S波速度，然后根据视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释，在钻探形成的钻孔处进行孔间弹性波CT成像探测，将得到的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释，根据第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。通过实施本发明实施例，提高了在城建复杂环境下地铁工程的勘察结果精确度。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘察技术领域，尤其涉及一种地铁工程勘察方法、装置、终端设备及存储介质。
背景技术
随着城镇化的不断推进，交通拥堵和环境污染成为亟待解决的问题，各城市对高效、低能耗的交通设施建设需求日益增加，地铁建设也随之提速。城市轨道交通建设中最基础性的工作即是沿线的工程地质勘察，准确可靠的勘察成果是地铁施工设计与安全生产的重要支撑，也是制约整个地铁工程建设的最关键环节之一。在城市复杂环境下开展地铁工程地质勘察时，经常面临特殊探测环境的严峻考验，比如测区建筑物密集、场地条件受限、车辆交通繁忙、环境噪声以及电磁干扰严重等考验。钻探是地质勘察最直接、有效的勘探手段，但是在城市环境下常规的地质钻探往往受限难于开展，如在密集房屋区环境，狭小空间很难有场地条件摆放常规钻探设备。地铁轨道交通工程周边环境复杂、沿线建筑物众多、地下管线纵横交错以及地上道路交通繁忙等诸多特点，采用既有的小尺寸50型钻机或背包钻机也仅能钻取土层至软岩完成30m深度范围内的勘探工作，孔深往往不能满足地铁设计要求，常规钻探及物探方法得到的地质资料也难以达到设计要求。地铁工程勘察的测网较密，精度和分辨率要求又高，现有技术方法无法满足在城建复杂环境下地铁工程勘察精度的要求，导致目前在城建复杂环境下地铁工程的勘察结果精确度低。
发明内容
本发明实施例提供一种地铁工程勘察方法、装置、终端设备及存储介质，能有效解决在城建复杂环境下地铁工程的勘察结果精确度低的问题。
本发明一实施例提供一种地铁工程勘察方法，包括：
获取待测区的待勘探点和预设的观测半径；
根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度；
提取待勘探点处的第一地层岩性；
根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释；
根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；
将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释；
根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。
进一步的，所述根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度，包括：
以所述待勘探点为圆心，根据所述待勘探点和预设的观测半径确定若干观测点；
根据所述若干观测点设置微动观测台阵，进行微动探测，得到台阵微动数据；
根据所述台阵微动数据计算得到面波频散曲线；
根据所述面波频散曲线得到待测区的视S波速度剖面；
根据所述视S波速度剖面确定待测区的视S波速度。
进一步的，所述根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布，包括：
根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到弹性波CT反演速度剖面；
根据所述弹性波CT反演速度剖面，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布。
进一步的，所述根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释，包括：
当第一地层岩性为素填土且视S波速度为220～400m/s时，第一地质解释为岩性均匀；
当第一地层岩性为粉质黏土且视S波速度为160～460m/s时，第一地质解释为岩性均匀，且为发育低速薄夹层；
当第一地层岩性为强风化泥质粉砂岩互层，且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为中风化泥质粉砂岩互层且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为微风化细砂岩且视S波速度大于700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且存在局部风化。
作为上述方案的改进，本发明另一实施例对应提供了一种地铁工程勘察装置，包括：
第一数据获取模块，用于获取待测区的待勘探点和预设的观测半径；
视S波速度获取模块，用于根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度；
第二数据获取模块，用于提取待勘探点处的第一地层岩性；
第一地质解释生成模块，用于根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释；
孔间探测模块，用于根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；
第二地质解释生成模块，用于将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释；
综合地质解释生成模块，用于根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。
进一步的，所述视S波速度获取模块，包括观测点确定单元、微动数据获取单元、面波频散曲线获取单元、视S波速度剖面获取单元以及波速度确定单元：
观测点确定单元，用于以所述待勘探点为圆心，根据所述待勘探点和预设的观测半径确定若干观测点；
微动数据获取单元，用于根据所述若干观测点设置微动观测台阵，进行微动探测，得到台阵微动数据；
面波频散曲线获取单元，用于根据所述台阵微动数据计算得到面波频散曲线；
视S波速度剖面获取单元，用于根据所述面波频散曲线得到待测区的视S波速度剖面；
波速度确定单元，用于根据所述视S波速度剖面确定待测区的视S波速度。
进一步的，所述孔间探测模块，包括弹性波CT反演速度剖面获取单元以及第二数据获取单元：
弹性波CT反演速度剖面获取单元，用于根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到弹性波CT反演速度剖面；
第二数据获取单元，用于根据所述弹性波CT反演速度剖面，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布。
进一步的，所述第一地质解释生成模块，根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释，包括：
当第一地层岩性为素填土且视S波速度为220～400m/s时，第一地质解释为岩性均匀；
当第一地层岩性为粉质黏土且视S波速度为160～460m/s时，第一地质解释为岩性均匀，且为发育低速薄夹层；
当第一地层岩性为强风化泥质粉砂岩互层，且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为中风化泥质粉砂岩互层且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为微风化细砂岩且视S波速度大于700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且存在局部风化。
本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中所述的一种地铁工程勘察方法。
本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例所述的一种地铁工程勘察方法。
通过实施本发明具有如下有益效果：
本发明提供一种地铁工程勘察方法、装置、终端设备及存储介质，其方法通过获取待测区的待勘探点和预设的观测半径，根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度；提取待勘探点处的第一地层岩性，根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释；根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释；根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。先采用物探间接手段开展微动探测得到视S波速度后，使用改造后的钻孔设备进行钻探，直接获取地下岩土体岩芯，便于岩性识别，然后采用孔间弹性波CT成像探测，而不是推测孔与孔之间的地层信息，进一步细化孔与孔之间的地层信息，且孔间探测得到的数据干扰少，密度高，精确度更高，提高了在城建复杂环境下地铁工程的勘察结果精确度。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的流程示意图。
图2是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察装置的结构示意图。
图3是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的待测区的待勘探点布置图。
图4是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的微动观测台阵示意图。
图5是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的第一地质解释示意图。
图6是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的房屋密集区平面图。
图7是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的待勘探点和钻孔布置图。
图8是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的视S波速度剖面图。
图9是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的第二地质解释图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察方法的流程示意图，包括：
S1、获取待测区的待勘探点和预设的观测半径；
在本发明一优选的实施例中，待测区的待勘探点的位置和数量根据地铁工程勘察精度要求以及地表条件来确定；一般的地铁工程勘察精度要求越高，待勘探点的点距相应布置越小；地表条件主要受建筑物或道路交通的影响；
具体的，观测半径可以设置为0.9m、4m以及12m，也可以设置为0.9m、6m以及18m，具体需要根据探测深度和场地条件确定；当探测深度小于100m时，观测半径不宜小于探测深度的1/10，不同半径对应不同目标深度；场地条件主要影响因素为拾振器摆放受地表障碍物的影响。
S2、根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度；
在本发明一优选的实施例中，根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度，包括：以所述待勘探点为圆心，根据所述待勘探点和预设的观测半径确定若干观测点；根据所述若干观测点设置微动观测台阵，进行微动探测，得到台阵微动数据；根据所述台阵微动数据计算得到面波频散曲线；根据所述面波频散曲线得到待测区的视S波速度剖面；根据所述视S波速度剖面确定待测区的视S波速度；
优选的，微动观测台阵依据《城市工程地球物理探测标准》(CJJ/T 7-2017)规定，采用圆形台阵形式，圆形观测台阵应至少在圆心及其内接三角形的顶点分别布设观测点，每个观测圆上设置3个观测点；在测线沿道路布设时，为方便施工，观测圆可改变方向，把观测台阵布置成丁字形，观测台阵可满足采集高频微动信号，以达到近地表浅层探测精度的要求；
具体的，以待勘探点为圆心，根据待勘探点和预设的多个观测半径分别确定若干个观测点，以若干个观测点设置微动观测台阵，进行微动探测，然后得到台阵微动数据，基于SPAC法从台阵微动数据中计算得到面波频散曲线，然后根据面波频散曲线得到待测区的视S波速度剖面，根据视S波速度剖面确定待测区的视S波速度；其中，台阵微动数据为拾振器采集的地球表面微弱震动信号，振幅约为10-4～10-2mm，频率成分约在0.02～40HZ；
通过微动探测可以在钻探工作难于开展的区段获取地下层信息，根据待勘探点和设定的勘探半径设置微动观测台阵进行微动探测，可以满足不同的勘探精度要求，同时，微动探测法具有抗干扰、施工灵便及利用被动源面波信息的技术特点，能够较好的应用于复杂和强干扰等环境条件，为工程设计以及施工提供有利的地质信息。
S3、提取待勘探点处的第一地层岩性；
在本发明一优选的实施例中，所述第一地层岩性指的是待勘探点处的地层岩性，是由钻孔设备对待测区的待勘探点进行钻探后得到的；钻孔设备包括：设备主体、底座、塔架、套管、钻杆以及岩芯管，其中，所述底座的宽度为0.8～1.5m，所述塔架的高度为3～4m，所述套管的长度为0.8～1.2m，所述钻孔的长度为0.8～1.2m，所述岩芯管的长度为1～2m；钻孔设备的设备参数的根据现场环境条件和台阵微动数据确定；
优选的，设备主体一般连接套管，套管连接钻杆以及岩芯管，设备主体起到提供动力，其满足动力需求即可，例如可以选择设备主体型号为XY-100，确保动力；其中底座、塔架、套管、钻杆以及岩芯管的具体尺寸可以选择为：所述底座的宽度为1.3m，所述塔架的高度为3.5m，所述套管的长度为1m，所述钻杆的长度为1m，所述岩芯管的长度为1.5m；
具体的，以粤港澳大湾区芳白城际工程改造钻孔设备实施钻探为例，粤港澳大湾区芳白城际工程白云站-夏茅站区间根据区域地质资料显示为海陆交互相地貌，下伏基岩为炭质灰岩，地质灾害评估报告显示区间属于岩溶塌陷地质风险高发区，区间勘探揭示资料显示富水砂层连续分布，岩溶强发育，部分砂层与基岩直接接触，洞身主要位于中微风化岩，工程地质、水文地质条件极其复杂。区间YDK80+060～YDK80+440、YDK80+530～YDK80+710两段位于夏茅村密集房屋区，详勘涉及约81孔，钻孔深度预计48～53m，该区段受制于场地条件，初勘期间未能进场进行勘探。详勘阶段各钻孔排查情况显示大部分钻孔位于宽度1.5m左右窄巷内，且下部存在雨污、自来水等管线，上部存在架空线缆，两侧约高约3m存在挑出阳台，存在常规钻探设备难就位，实施难度极大，房屋密集区见图6。基于本区段地质条件复杂，地质资料缺失，对工程设计与施工影响较大，为此，我院选择采用常规XY-100型钻机进行改造成小型钻机，以实施本区段的勘探工作。通过采用改造后小型钻机，本区段原本布置的81个详勘孔，最后完成了79孔，有2孔位于建筑屋内未能施工，完成比例97.5％，为本区段设计、施工提供了完整的地质勘察资料；
示意性的，改造钻探设备的技术指标如表1所示：
表1
通过对钻孔设备进行改造获取待勘探点的地质信息，包括第一地层岩性，以解决现有的勘探设备在房屋密集区实施难度大的问题，并且基于目前的规范要求，未经验证的物探成果不能直接作为设计、施工的依据，复杂环境下的钻探工作仍无可替代，所以依托目前钻孔设备结合现场条件进行有效改装，使设备适用于狭小空间，可实现开展部分钻孔的目的，直接获取地下岩土体岩芯，为勘探工作提供直接的钻探资料，和微动探测的探测成果相互验证，提高了地铁工程的勘探精度，以获取更加准确的地质资料。
S4、根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释；
在本发明一优选的实施例中，第一地质解释为微动探测和钻探结果相互补充的地质解释；
具体的，当第一地层岩性为素填土且视S波速度为220～400m/s时，第一地质解释为岩性均匀；
当第一地层岩性为粉质黏土且视S波速度为160～460m/s时，第一地质解释为岩性均匀，且为发育低速薄夹层；
当第一地层岩性为强风化泥质粉砂岩互层，且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为中风化泥质粉砂岩互层且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为微风化细砂岩且视S波速度大于700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且存在局部风化；
优选的，以广州地铁十四号线二期为例，广州地铁十四号线二期工程鹤南站至彭边站区间线路呈东西走向，区间线路起于鹤南站，出鹤龙一路后下穿黄边南路、黄边文体康乐馆、观护龙公祠、黄边中街、黄村风水池、黄边北路、彭西高田停车场、一力集团待开发用地及大量民房(1层至8层)后到达彭边站；区间顶板埋深12.30m～19.87m，标高为-7.56～7.50m；底板埋深18.68～26.27m，标高为-13.96～-1.92m；拟采用盾构法施工，隧道外径6.40m；区间线路在里程ZCK10+126.00～ZCK+223.00范围段下穿黄边村密集房屋区，房屋间距较小，空间狭窄，未能正常开展钻探作业，为此选择采用微动探测法进行作业，以查明地下岩土分层及地层结构；依据临近钻孔揭露地层情况，本场地地层从上到下主要地层为：人工填土层(Q4 ml)、冲积-洪积砂层(Q3+4 al+pl)、冲积-洪积土层(Q3+4 al+pl)、残积土层(Qel)，下伏基岩主要为第三系(E1x)粉砂岩、含砾砂岩及泥质粉砂岩；本次微动探测工作在黄边村居民楼间，勘探点确定原则为根据现场实际情况、沿隧道中心线、10到20米之间布置一个勘探点，共计布置15个勘探点，A线7个测点(A1-A7)，B线8个测点(B1-B8)，参见图3。微动探测主要采用图4所示的丁字形观测台阵，观测半径r＝0.9m、4m、12m，以满足40m探测深度要求；在勘探点上方铺设0.9m台阵布，以精确确定0.9m小台阵中3个观测点的位置；观测台阵中的其余观测点用皮尺丈量确定位置，测量误差可控制在厘米级，满足微动探测对小台阵观测测点精度的要求；
对于第一地质解释，即从已知到未知，首先参照临近或测线既有钻孔进行地层岩性速度标定，确定解释原则。总结出测区地层岩性和视S波速度关系，为微动剖面岩性解释、识别地下软硬岩提供参考依据；
示意性的，测区地层岩性和视S波速度关系参见表2：
表2
本发明以B测线为例，第一地质解释图参见图5，从图中可以看出，上覆填土、粉质黏土第四系地层与下伏基岩界限明显，厚度在8～10m左右，下伏基岩存在强～中风化交错地层，视S速度介于400～700m/s；以B6号测点为界，东、西两侧岩体风化程度存在差异，东侧Vx>820m/s，岩性以微风化为主，岩体相对均匀、致密，西侧Vx>640m/s，岩性以中～微风化为主，岩体风化程度强于东侧，局部存在强风化夹层；
通过第一地质解释，可以直接揭露地层信息，进而完善地铁工程勘察资料。
S5、根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；
在本发明一优选的实施例中，所述根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布，包括：根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到弹性波CT反演速度剖面；根据所述弹性波CT反演速度剖面，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；第二地层构造指的是每两个钻孔之间的地层构造，第二地层岩性指的是每两个钻孔之间的地层岩性；
具体的，利用钻孔设备进行钻探后形成的钻孔，在每两个孔之间进行孔间弹性波CT成像探测，得到弹性波CT反演速度剖面，然后根据得到的弹性波CT反演速度剖面，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；
通过孔间弹性波CT成像探测，进一步获取孔间地层信息，因为通过钻孔设备实施狭小空间下的钻孔工作，仍有可能部分钻孔受限制，无法实施钻孔勘探工作，在此类情况下可以考虑利用两个钻孔进行跨孔弹性波CT成像探测，且孔间探测得到的数据干扰少，密度高，精确度更高，得到更加精细化的地质资料，提高了在城建复杂环境下地铁工程的勘察结果精确度。
S6、将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释；
具体的，第二地质解释包括第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布，将第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释，可以与第一地质解释相互补充对照。
S7、根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释；
在本发明一优选的实施例中，第一地质解释和第二地质解释相互补充对照，最后得到待测区的综合地质解释，得到地铁工程勘察阶段的地质勘察成果，为后续的工作提供了精确度更高的勘察资料；综合地质解释包括了整个待测区的地质信息及局部不良地质体的分布；
优选的，第一地质解释是由微动探测提取各观测点的面波频散曲线后，计算视S波速度剖面而确定的视S波速度与第一地层岩性的解释成果，其精度主要与观测点的间距有关，一般微动观测点采用5～10m点距，而点与点之间的视S波速度为内插值，第一地质解释精度很难分辨出小于观测点点距的目标体；第二地质解释是由孔间层析成像获得，孔间点距一般为1m，根据孔间成像可解释的目标体大小与观测点间距相当，即可解释1m以上目标体，所以将第一地质解释和第二地质解释综合起来，可以由整体到局部进行解释，即可获得整个待测区的地层岩性、地层构造及局部不良地质体的分布；
具体的，以深圳地铁3号线为例，深圳市城市轨道交通3号线四期工程白石塘站位设于规划坪西路和益民路交叉口，呈西南－东北走向；站位西北侧为大华工业区，西南侧为中航鼎尚华庭，东北和东南侧为多层民房，据初勘成果，本场地基岩为大理岩，岩溶较发育，属于复杂场地；车站东北侧恰好有5个钻孔涉及到工业厂房地块，协调较困难，为初步查明该段地质情况，首先选择采用微动探测方法实施作业，以获取地下地层结构及岩溶发育情况；起初采用10米点距开展剖面探测工作，在初步处理数据后发现有较明显速度差异，进而在原测线中间按2.5米点距进行了加密探测，测点布置参见图7。本次探测采用三重观测半径分别为0.9m、6m和18m圆形台阵，以满足50m探测深度需要；数据处理主要是基于SPAC法从台阵微动数据中提取面波频散曲线，获得视S波速度剖面；依据临近钻孔划分地层对应速度值范围，进而进行地质解释；本次探测主要目标为岩溶，根据视S速度剖面可以看出，场地覆盖层视S波速度主要小于500m/s，其中从地面往下约10～13m深度内，视S波速度小于300m/s，推断为第四系填土层及冲洪积土层，在该层之下到约23米深度范围视S波速度主要在300～500m/s范围，可解释为残积土层或风化岩，下伏视S波速度大于500m/s即为中风化至微风化岩，在此范围内视S波速度低于500m/s的地层即解释为岩溶发育区，微动探测视S波速度剖面图见图8。
对微动探测结果进行地质解释，测线下方约23米以下深度岩溶发育，且存在薄层灰岩“盖板”顶，往东侧“盖板”顶缺失，即形成为溶蚀风化凹槽。为进一步查明该段岩溶发育形态，经过后期协调，原测试场地可以实施钻孔，对原布置M3DZ3-SBS12、13、14、15、16号孔进行钻探，并利用钻孔开展了孔间弹性波CT成像探测；从M3DZ3-SBS12、13、14解释地质形态与微动探测基本对应，12号孔在24.6～27.1m揭露灰岩，下部为溶洞；13号孔在27.6～35.4m揭露为灰岩，下部为溶洞；14号孔在25.7～28.8m揭露为灰岩，下部为溶洞；15号孔孔深45.5m，未揭露到灰岩，为溶蚀凹槽；16号孔在38.0～41.0m揭露到灰岩，下部为溶洞，揭露岩面较西侧钻孔明显要低；弹性波CT因下管漏堵原因，探测深度均未能到达孔底，如图9所示，从现有探测深度上看，孔间岩面起伏及溶洞形态与既有钻孔吻合较好，也探测出孔间溶洞及溶蚀形态及上部“盖板”顶缺失位置及形态，达到了精细探测的目的，为下一步岩溶处理提供了详细的岩溶发育资料。
通过本发明上述实施例，在获取待测区的待勘探点和预设的观测半径后，根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度；提取待勘探点处的第一地层岩性，根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释；根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布，将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释；根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。先采用物探间接手段开展微动探测得到视S波速度后，使用改造后的钻孔设备进行钻探，直接获取地下岩土体岩芯，便于岩性识别，然后采用孔间弹性波CT成像探测，而不是推测孔与孔之间的地层信息，进一步细化孔与孔之间的地层信息，且孔间探测得到的数据干扰少，密度高，精确度更高，提高了在城建复杂环境下地铁工程的勘察结果精确度。
如图2所示，是本发明一实施例提供的一种地铁工程勘察装置的结构示意图，包括：
第一数据获取模块，用于获取待测区的待勘探点和预设的观测半径；
视S波速度获取模块，用于根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度；
优选的，所述视S波速度获取模块，包括观测点确定单元、微动数据获取单元、面波频散曲线获取单元、视S波速度剖面获取单元以及波速度确定单元：
观测点确定单元，用于以所述待勘探点为圆心，根据所述待勘探点和预设的观测半径确定若干观测点；
微动数据获取单元，用于根据所述若干观测点设置微动观测台阵，进行微动探测，得到台阵微动数据；
面波频散曲线获取单元，用于根据所述台阵微动数据计算得到面波频散曲线；
视S波速度剖面获取单元，用于根据所述面波频散曲线得到待测区的视S波速度剖面；
波速度确定单元，用于根据所述视S波速度剖面确定待测区的视S波速度；
第二数据获取模块，用于提取待勘探点处的第一地层岩性；
第一地质解释生成模块，用于根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释；
优选的，所述第一地质解释生成模块根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释，包括：
当第一地层岩性为素填土且视S波速度为220～400m/s时，第一地质解释为岩性均匀；
当第一地层岩性为粉质黏土且视S波速度为160～460m/s时，第一地质解释为岩性均匀，且为发育低速薄夹层；
当第一地层岩性为强风化泥质粉砂岩互层，且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为中风化泥质粉砂岩互层且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为微风化细砂岩且视S波速度大于700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且存在局部风化。
孔间探测模块，用于根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；
优选的，所述孔间探测模块，包括弹性波CT反演速度剖面获取单元以及第二数据获取单元：
弹性波CT反演速度剖面获取单元，用于根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到弹性波CT反演速度剖面；
第二数据获取单元，用于根据所述弹性波CT反演速度剖面，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；
第二地质解释生成模块，用于将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释；
综合地质解释生成模块，用于根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。
本发明提供了一种地铁工程勘察装置，通过第一数据获取模块获取待测区的待勘探点和预设的观测半径，然后在视S波速度获取模块根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度，通过第二数据获取模块，提取待勘探点处的第一地层岩性，接着在第一地质解释生成模块根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释，通过孔间探测模块利用钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布，然后在第二地质解释模块将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释，最后在综合地质解释生成模块，根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。采用孔间弹性波CT成像探测，而不是推测孔与孔之间的地层信息，进一步细化孔与孔之间的地层信息，且孔间探测得到的数据干扰少，密度高，精确度更高，提高了在城建复杂环境下地铁工程的勘察结果精确度。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可参考前述方法实施例中对应的过程，在此不再赘述。
本发明另一实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中所述的一种地铁工程勘察方法。所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他易失性固态存储器件。
本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例所述的一种地铁工程勘察方法。
所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机程序存储在所述计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种地铁工程勘察方法，其特征在于，包括：
获取待测区的待勘探点和预设的观测半径；
根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度；
提取待勘探点处的第一地层岩性；
根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释；
根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；
将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释；
根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。
2.如权利要求1所述的一种地铁工程勘察方法，其特征在于，所述根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度，包括：
以所述待勘探点为圆心，根据所述待勘探点和预设的观测半径确定若干观测点；
根据所述若干观测点设置微动观测台阵，进行微动探测，得到台阵微动数据；
根据所述台阵微动数据计算得到面波频散曲线；
根据所述面波频散曲线得到待测区的视S波速度剖面；
根据所述视S波速度剖面确定待测区的视S波速度。
3.如权利要求1所述的一种地铁工程勘察方法，其特征在于，所述根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布，包括：
根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到弹性波CT反演速度剖面；
根据所述弹性波CT反演速度剖面，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布。
4.如权利要求1所述的一种地铁工程勘察方法，其特征在于，所述根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释，包括：
当第一地层岩性为素填土且视S波速度为220～400m/s时，第一地质解释为岩性均匀；
当第一地层岩性为粉质黏土且视S波速度为160～460m/s时，第一地质解释为岩性均匀，且为发育低速薄夹层；
当第一地层岩性为强风化泥质粉砂岩互层，且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为中风化泥质粉砂岩互层且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为微风化细砂岩且视S波速度大于700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且存在局部风化。
5.一种地铁工程勘察装置，其特征在于，包括：
第一数据获取模块，用于获取待测区的待勘探点和预设的观测半径；
视S波速度获取模块，用于根据所述待勘探点和预设的观测半径设置微动观测台阵，进行微动探测，得到待测区的视S波速度；
第二数据获取模块，用于提取待勘探点处的第一地层岩性；
第一地质解释生成模块，用于根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释；
孔间探测模块，用于根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布；
第二地质解释生成模块，用于将所述第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布作为第二地质解释；
综合地质解释生成模块，用于根据所述第一地质解释和所述第二地质解释，得到待测区的综合地质解释。
6.如权利要求5所述的一种地铁工程勘察装置，其特征在于，所述视S波速度获取模块，包括观测点确定单元、微动数据获取单元、面波频散曲线获取单元、视S波速度剖面获取单元以及波速度确定单元：
观测点确定单元，用于以所述待勘探点为圆心，根据所述待勘探点和预设的观测半径确定若干观测点；
微动数据获取单元，用于根据所述若干观测点设置微动观测台阵，进行微动探测，得到台阵微动数据；
面波频散曲线获取单元，用于根据所述台阵微动数据计算得到面波频散曲线；
视S波速度剖面获取单元，用于根据所述面波频散曲线得到待测区的视S波速度剖面；
波速度确定单元，用于根据所述视S波速度剖面确定待测区的视S波速度。
7.如权利要求5所述的一种地铁工程勘察装置，其特征在于，所述孔间探测模块，包括弹性波CT反演速度剖面获取单元以及第二数据获取单元：
弹性波CT反演速度剖面获取单元，用于根据钻探形成的钻孔，进行孔间弹性波CT成像探测，得到弹性波CT反演速度剖面；
第二数据获取单元，用于根据所述弹性波CT反演速度剖面，得到每两个钻孔之间的第二地层构造、第二地层岩性以及不良地质体的分布。
8.如权利要求5所述的一种地铁工程勘察装置，其特征在于，第一地质解释生成模块，根据所述视S波速度以及第一地层岩性，得到第一地质解释，包括：
当第一地层岩性为素填土且视S波速度为220～400m/s时，第一地质解释为岩性均匀；
当第一地层岩性为粉质黏土且视S波速度为160～460m/s时，第一地质解释为岩性均匀，且为发育低速薄夹层；
当第一地层岩性为强风化泥质粉砂岩互层，且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为中风化泥质粉砂岩互层且视S波速度为400～700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且为局部发育低速夹层；
当第一地层岩性为微风化细砂岩且视S波速度大于700m/s时，第一地质解释为岩性均匀度小于素填土或粉质黏土的岩性均匀度，且存在局部风化。
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的一种地铁工程勘察方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至4中任意一项所述的一种地铁工程勘察方法。
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