一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法技术

本发明专利技术属于地质预报技术领域，公开了一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法，包括：测量坐标的优化、激发震源的优化、布置参数的优化、资料解译的优化。将测量大地坐标改为相对坐标；选取4.54kg的大锤激发震源；在地震波数据采集过程中，停止隧洞内的施工活动；偏移距取15m～20m、震源间距取2.0m；形成了地质物探综合预报法。本发明专利技术的上述改进和优化不仅增加了TRT超前地质预报的实用性，节约了大量时间，而且可以获得效果更佳的地震波数据，得到准确的超前地质预报成果。

An improvement and optimization method for influencing factors of prediction accuracy in advance geological forecast

The invention belongs to the technical field of geological prediction, and discloses an improvement and optimization method for influencing factors of prediction accuracy in advanced geological prediction, including: the optimization of measuring coordinates, the optimization of excitation source, the optimization of layout parameters, and the optimization of data interpretation. The measurement of geodetic coordinates to relative coordinates; selection of 4.54kg source in the process of hammer; seismic wave data acquisition, stop construction activities in the tunnel; offset from 15m to 20m, the focal distance of 2.0m; the formation of the geophysical comprehensive forecast method. The improvement and optimization of the invention not only increase the practicability of TRT advanced geological prediction, save a lot of time, but also get better seismic wave data, and get accurate advance geological prediction results.

【技术实现步骤摘要】
一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法
本专利技术属于地质预报
，尤其涉及一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法。
技术介绍
近年来，随着国家对基础设施的大量投入，水利工程、公路工程、铁路工程等都在突飞猛进的发展。在这些基础设施的建设过程中涌现了大量的隧洞工程，由于施工前期地质勘察工作受勘察技术、勘察经费的限制，难以准确地预测隧洞施工中可能发生地质灾害的位置、性质和规模，随着隧洞施工的逐步开展，涌水、突泥、坍塌、水环境影响等事故频发，因此，隧洞施工过程中进行超前地质预报十分必要。TRT技术应用地震波勘测技术来研究地层应力释放现象及地层结构扫描成像，在震源上，采用锤击作为震源，使勘测成本越来越低，操作越来越方便；在软件上，成功实现了由2D成像到3D成像的跨越，使得勘测结果显示更为准确、全面、直观。因此，TRT技术的面世极大的推进了隧洞超前地质预报技术。传统的测量坐标为大地坐标，需从洞外测量控制点引测量导线到洞内，测量过程复杂，不仅费时、费力，而且测量数据不太直观，难以现场查错。隧洞内存在各种施工活动，施工设备的震动对地震波数据采集造成极大的干扰。传统偏移距的震源与检波器间距10m～20m，当偏移距选择不当时，容易受到震源干扰，另外会使面波等一些干扰信号比较发育；传统震源间距为1～2m，由于隧洞的特殊环境限定，当震源间距选择不当，会增大预报误差。传统的资料解译方法是物探专业技术人员根据超前地质预报成果图像进行解译，由于物探专业技术人员通常对隧洞前方地质情况缺乏必要的理解和把握，在资料解译过程中，出现漏判、误判在所难免。总之，采用TRT进行超前地质预报过程中，由于操作复杂、繁琐，受外界因素干扰大，隧洞超前地质预报效果往往不太理想，TRT技术的优势难以发挥出来。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法。本专利技术是这样实现的，一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法，所述超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法包括：测量坐标的优化、激发震源的优化、布置参数的优化、资料解译的优化；所述测量坐标的优化包括：将测量传感器点与震源点的大地坐标改为测量各点的相对坐标，传统的TRT坐标数据要求测量各点的大地坐标，要求从洞外测量基准点引测线至隧洞内的测量区域，测量过程繁琐，且测量数据不直观，通过优化后，仅需测量各点的相对坐标，在测量区域附近通视条件较好的位置调平测量设备即可进行测量，而且测量坐标直观，可以现场进行检查测量数据的正确性，每次测量数据可节约1小时；所述激发震源的优化包括：激发震源；首先停止隧洞内的施工活动，关闭洞内的施工机械设备，从源头上减少了干扰噪音的产生，然后选择合适的大锤锤击洞壁激发震源，地震波通过洞壁传递给传感器，并通过与传感器连接的数据线传递到TRT数据采集模块，最终采集到地震波数据；所述布置参数的优化包括：偏移距取15～20m，TRT布置的偏移距通常为10～20m，在试验过程中，分别选取偏移距为10～15m、15～20m进行对比，偏移距为15～20m时所获得的地震波数据更佳，震源间距为：max(△x)＝v·T/2，式中：max(△x)是最大震源间距，v为地震波视速度，T为视周期；所述资料解译的优化包括：通过收集隧洞的区域地质资料、水文地质资料、前期勘察成果以及隧洞开挖洞段的地质情况，进行隧洞地质测绘，基于已有地质资料，结合地质分析法对隧洞进行分析，可初步判断隧洞前方的地质情况，并预测出隧洞前方可能存在的工程地质问题，通过TRT数据采集和数据处理，可获得直观的隧洞超前地质预报成果图像，通过对成果图像的分析，可判断出隧洞前方存在的图像异常区位置和规模，结合地质分析法的分析结论，最终可以对图像进行准确解译，准确判断隧洞前方存在的图像异常区所代表的地质体类型及其位置、规模和性状，并提出切合实际的工程处理措施。进一步，所述测量传感器点为10个，震源点为12个；共计22个需测量的大地坐标。进一步，所述激发震源的优化中，采用4.54kg的大锤激发震源。进一步，所述布置参数的优化中，震源间距取2.0m；本专利技术的另一目的在于提供的一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化系统。本专利技术具有的优点及积极方法是：将大地坐标改为相对坐标，测量过程简单、易行，测量数据直观，可以现场检查测量数据的正确性，每次测量坐标可以节约1小时；选取4.54kg(10磅)的大锤激发震源，实践证明相比使用其它规格的大锤激发震源采集信号的效果最佳，现场实用性最强；在地震波数据采集过程中，尽量停止隧洞内的施工活动，特别是风钻、搅拌机等引起的强烈的弹性波干扰噪声，可以从源头上减少干扰噪声的产生；实践证明取偏移距为15～20m、震源间距为2.0m进行测试，获取的地震波数据质量良好；地质专业技术人员通过研究区域地质资料与隧洞前期勘察资料，结合隧洞已开挖洞段的地质编录资料，初步掌握隧洞前方存在的主要工程地质问题，物探专业技术人员进行现场数据采集和数据处理，获得可靠的TRT成果图像，由地质和物探人员综合已有的地质、物探资料，共同参与TRT的资料解译工作，形成了地质分析法与物探法相结合的地质物探综合预报法，可以准确预报隧洞前方的不良地质体位置、规模和性状，并提出切合工程实际的工程处理建议。附图说明图1是本专利技术实施例提供的测量坐标的优化方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的激发震源的优化方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法包括：测量坐标的优化、激发震源的优化、布置参数的优化、资料解译的优化。所述测量坐标的优化包括：将测量传感器点与震源点的大地坐标改为测量各点的相对坐标；所述激发震源的优化包括：激发震源；采集地震波数据；所述布置参数的优化包括：偏移距取15m～20m，震源间距为：max(△x)＝v·T/2，式中：max(△x)是最大震源间距，v为地震波视速度，T为视周期；所述资料解译的优化包括：通过收集隧洞的区域地质资料、水文地质资料、前期勘察成果以及隧洞开挖洞段的地质情况，进行隧洞地质测绘，初步判断隧洞前方的地质情况，并预测隧洞前方存在的工程地质问题，最终结合隧洞地质超前预报成果图像进行解译。下面结合具体分析对本专利技术作进一步描述。所述测量坐标的优化包括：将测量传感器点与震源点的大地坐标改为测量各点的相对坐标，传统的TRT坐标数据要求测量各点的大地坐标，要求从洞外测量基准点引测线至隧洞内的测量区域，测量过程繁琐，且测量数据不直观，通过优化后，仅需测量各点的相对坐标，在测量区域附近通视条件较好的位置调平测量设备即可进行测量，而且测量坐标直观，可以现场进行检查测量数据的正确性，每次测量数据可节约1小时；所述激发震源的优化包括：激发震源；首先停止隧洞内的施工活动，关闭洞内的施工机械设备，从源头上减少了干扰噪音的产生，然后选择合适的大锤锤击洞壁激发震源，地震波通过洞壁传递给传感器，并通过与传感器连接的数据线传递到TRT数据采集模块，最终采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法，其特征在于，所述超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法包括：测量坐标的优化、激发震源的优化、布置参数的优化、资料解译的优化；所述测量坐标的优化包括：将测量传感器点与震源点的大地坐标改为测量各点的相对坐标；所述激发震源的优化包括：激发震源；采集地震波数据；所述布置参数的优化包括：偏移距取15m～20m，震源间距为：max(△x)＝v·T/2，式中：max(△x)是最大震源间距，v为地震波视速度，T为视周期；所述资料解译的优化包括：通过收集隧洞的区域地质资料、水文地质资料、前期勘察成果以及隧洞开挖洞段的地质情况，进行隧洞地质测绘，初步判断隧洞前方的地质情况，并预测隧洞前方存在的工程地质问题，最终结合隧洞地质超前预报成果图像进行解译。

【技术特征摘要】
1.一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法，其特征在于，所述超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法包括：测量坐标的优化、激发震源的优化、布置参数的优化、资料解译的优化；所述测量坐标的优化包括：将测量传感器点与震源点的大地坐标改为测量各点的相对坐标；所述激发震源的优化包括：激发震源；采集地震波数据；所述布置参数的优化包括：偏移距取15m～20m，震源间距为：max(△x)＝v·T/2，式中：max(△x)是最大震源间距，v为地震波视速度，T为视周期；所述资料解译的优化包括：通过收集隧洞的区域地质资料、水文地质资料、前期勘察成果以及隧洞开挖洞段的地质情况，进行隧洞地质测绘，初步判断隧洞前方的地质情况，并预测隧洞前方存在的工程地质问题，最终结合隧洞地质超前预报成果图像进行解译。2.如权利要求1所述的超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法，其特征在于，所述激发震源的优化包括：激发震源；首先停止隧洞内的施工活动，关闭洞内的施工机械设备；然后锤击洞壁激发震源，通过与传感器连接的数据线传递到TRT数据采集模块，最终采集到地震波数据。3.如权利要求1所述的超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：米健，梅伟，王建林，周云，楚建伟，沈晓，杨绍良，陈兴聪，王红伟，李少飞，李靖，
申请(专利权)人：云南省水利水电勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53