一种富水裂隙网络反演方法及系统

本技术涉及裂隙网络勘探，具体涉及一种富水裂隙网络反演方法及系统。

背景技术：

1、对于富水裂隙、富水破碎带等地下介质中的富水异常体，工程现场通常会结合不同探测方法分批获取探测数据，并据此进行探测结果解释和裂隙连通分析。由于各探测批次对应的测点空间位置、采集时刻、探测深度范围和施工阶段并不相同，不同探测方法对探测对象的敏感方向、空间分辨能力和覆盖范围也存在差异，现有技术中常按原始测点坐标、单次探测里程或单一异常记录直接进行对比、拼接和解释。

2、但是，隧道施工过程中掌子面持续推进，同一地下目标体在不同探测批次下对应的里程位置会发生变化；若仍沿用采集时的原始位置关系进行判定，容易把原本对应同一富水裂隙段的异常体分散为多个彼此独立的异常结果。另一方面，不同探测方法形成的异常响应在方向性、深度覆盖和侧向分辨尺度上并不一致，若仅依据位置接近或局部重叠关系进行连接，又容易将来源不同、并非同一导水构造的异常体误判为同一裂隙网络。尤其在跨施工循环、跨批次、多源探测数据联合解释场景下，现有技术缺少对地下目标体归属关系和前后承接关系的有效约束，导致富水裂隙网络反演结果易出现错配、误拼接和连通判断失真，进而影响对富水地质体的识别和风险研判。

3、因此，如何在多源探测、分批采集和掌子面持续推进条件下，对不同探测结果对应的异常体进行更准确的归属判定和网络反演，已成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中，在隧道前方地质探测、地球物理勘探、富水异常体识别和超前地质预报过程中，不同探测方法、不同探测批次以及不同施工阶段对应的异常响应数据易受掌子面持续推进影响而出现里程基准不一致、空间覆盖口径不统一和跨源归属关系不明确的问题，进而导致多源探测结果在富水裂隙网络反演过程中容易出现数据错位、异常归属错误和网络误拼接，难以为裂隙连通判定和风险分级提供稳定依据。本技术的目的在于提供一种富水裂隙网络反演方法及系统，通过对多源探测记录执行推进相位回溯处理、等效探测体积单元构建、跨源归属评分计算以及候选网络组织处理，达到将不同探测批次对应的异常响应数据统一到同一目标掌子面位置下进行地球物理综合解释和富水裂隙识别的效果。

2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种富水裂隙网络反演方法，包括：

4、预先建立探测参数档案；采集各探测批次对应的探测方法、掌子面推进记录、测点空间位置、探测起止时刻、探测深度范围和异常响应数据；

5、基于各探测批次对应的探测方法与探测参数档案中的敏感方向和分辨半径，生成多源原始探测表；依据掌子面推进记录和探测起止时刻，对多源原始探测表进行推进相位回溯处理，得到统一于目标掌子面位置的相位校正坐标；

6、依据多源原始探测表中各探测方法对应的敏感方向、分辨半径、探测深度范围和相位校正坐标，构建等效探测体积单元；将相位校正坐标对应的异常响应数据映射至等效探测体积单元，生成多源异常体积表；

7、依据多源异常体积表计算得到跨源归属评分；

8、依据跨源归属评分建立候选连接边；对候选连接边进行剔除或保留处理，得到富水裂隙候选网络。

9、优选地，生成多源原始探测表的方法包括：

10、依据各探测批次对应的探测方法，从探测参数档案中调用对应的敏感方向和分辨半径；

11、依据掌子面推进记录和探测起止时刻，提取各探测批次对应的掌子面里程和施工循环号；

12、将探测方法、掌子面里程、施工循环号、测点空间位置、探测起止时刻、探测深度范围、异常响应数据、敏感方向和分辨半径对应写入，生成多源原始探测表。

13、优选地，得到统一于目标掌子面位置的相位校正坐标的方法包括：

14、读取当前反演时对应的目标掌子面位置；

15、依据掌子面推进记录确定各探测批次在探测起止时刻对应的推进位置；

16、依据目标掌子面位置与推进位置之间的里程差，形成推进校正量；

17、将测点空间位置沿掌子面的推进方向按推进校正量进行回溯换算，得到统一于目标掌子面位置的相位校正坐标。

18、优选地，构建等效探测体积单元的方法包括：

19、依据多源原始探测表中各探测方法对应的敏感方向，确定等效探测体积单元的延伸方向；

20、依据分辨半径确定等效探测体积单元的横向覆盖范围；

21、依据探测深度范围确定等效探测体积单元的纵向覆盖范围；

22、以相位校正坐标作为等效探测体积单元的定位基准，结合多源原始探测表中同一记录对应的延伸方向、横向覆盖范围和纵向覆盖范围，构建等效探测体积单元。

23、优选地，生成多源异常体积表的方法包括：

24、依据相位校正坐标和异常响应数据对应的异常响应空间区间，确定异常响应数据对应的等效探测体积单元；

25、当相位校正坐标落入多个等效探测体积单元的交叠范围时，依据探测方法对应的敏感方向和探测深度范围确定目标等效探测体积单元；

26、将目标等效探测体积单元与异常响应数据对应写入，生成多源异常体积表。

27、优选地，得到跨源归属评分的方法包括：

28、针对多源异常体积表中来源于不同探测方法的等效探测体积单元，分别计算里程接近度、侧向重叠度、方位一致度、深度一致度和施工阶段一致度；

29、依据里程接近度、侧向重叠度、方位一致度、深度一致度和施工阶段一致度，形成跨源归属评分。

30、优选地，计算里程接近度、侧向重叠度、方位一致度、深度一致度和施工阶段一致度的方法包括：

31、依据相位校正坐标提取来源于不同探测方法的等效探测体积单元之间的里程差和侧向交叠关系，形成里程接近度和侧向重叠度；

32、依据敏感方向和探测深度范围之间的对应关系，形成方位一致度和深度一致度；

33、依据施工循环号和探测起止时刻之间的对应关系，形成施工阶段一致度；

34、里程接近度、侧向重叠度、方位一致度、深度一致度和施工阶段一致度均包括第一等级、第二等级和第三等级。

35、优选地，建立候选连接边的方法包括：

36、对于多源异常体积表中的各等效探测体积单元，按照跨源归属评分从高到低进行跨源配对；

37、将来源于不同探测方法、跨源归属评分位于当前等效探测体积单元对应的全部跨源配对结果的第一排序位或者第二排序位、里程接近度和侧向重叠度均不属于第三等级、且方位一致度、深度一致度和施工阶段一致度中至多一项属于第三等级的配对关系确定为候选连接边；否则将配对关系剔除。

38、优选地，得到富水裂隙候选网络的方法包括：

39、对同一等效探测体积单元对应的多个候选连接边，按跨源归属评分进行排序；

40、将第一排序位且来源于不同探测方法的候选连接边确定为优先连接边；

41、对除优先连接边以外的候选连接边，依据候选连接边对应的敏感方向对应关系、跨源归属评分、施工阶段一致度和深度一致度执行保留或者剔除处理；

42、基于保留后的候选连接边形成富水裂隙候选网络。

43、优选地，将富水裂隙候选网络中各候选连接边对应的探测方法、相位校正坐标和跨源归属评分进行关联记录，以供连通判定与风险分级调用。

44、第二方面，本技术提供一种富水裂隙网络反演系统，包括：

45、参数获取模块，用于预先建立探测参数档案；采集各探测批次对应的探测方法、掌子面推进记录、测点空间位置、探测起止时刻、探测深度范围和异常响应数据；

46、相位校正模块，基于各探测批次对应的探测方法与探测参数档案中的敏感方向和分辨半径，生成多源原始探测表；依据掌子面推进记录和探测起止时刻，对多源原始探测表进行推进相位回溯处理，得到统一于目标掌子面位置的相位校正坐标；

47、体积等效模块，用于依据多源原始探测表中各探测方法对应的敏感方向、分辨半径、探测深度范围和相位校正坐标，构建等效探测体积单元；

48、归属评分模块，用于将相位校正坐标对应的异常响应数据映射至等效探测体积单元，生成多源异常体积表；依据多源异常体积表计算得到跨源归属评分；

49、网络反演模块，用于依据跨源归属评分建立候选连接边；对候选连接边进行剔除或保留处理，得到富水裂隙候选网络。

50、与现有技术相比，本技术所达到的有益效果：

51、本技术首先通过预先建立探测参数档案，并采集各探测批次对应的探测方法、掌子面推进记录、测点空间位置、探测起止时刻、探测深度范围和异常响应数据，能够将原本来源分散、时间基准不一致的多源探测记录整理为可继续处理的统一输入，从而减少前方地质探测数据在进入后续处理环节前的错位和错绑问题。

52、本技术进一步通过对多源原始探测表进行推进相位回溯处理，得到统一于目标掌子面位置的相位校正坐标，并结合敏感方向、分辨半径和探测深度范围构建等效探测体积单元，能够将不同探测方法、不同探测批次和不同施工阶段对应的异常响应数据统一到同一目标掌子面位置和同一空间覆盖口径下进行表达，从而提高地球物理勘探结果在富水裂隙反演过程中的可比性。

53、本技术进一步通过将相位校正坐标对应的异常响应数据映射至等效探测体积单元，生成多源异常体积表，并依据多源异常体积表计算跨源归属评分，能够将原本分散存在的里程关系、侧向关系、方位关系、深度关系和施工阶段关系组织为可直接调用的归属判断依据，从而增强富水异常体识别和异常归属分析的可靠性。

54、本技术进一步通过依据跨源归属评分建立候选连接边，并对候选连接边进行剔除或保留处理，得到富水裂隙候选网络，能够减少仅按单一坐标接近关系进行连接所导致的异常归属错误和网络误拼接问题，使裂隙网络组织结果更适于用于裂隙连通判定、超前地质预报和风险分级。

55、本技术还通过将富水裂隙候选网络中各候选连接边对应的探测方法、相位校正坐标和跨源归属评分进行关联记录，能够提高后续调用环节对网络结果的连续利用能力和结果追溯能力。

56、综上，本技术并非仅对单一探测结果进行常规分析，而是围绕多源地球物理探测结果在掌子面推进条件下的统一对齐、统一体积表达、统一归属评分和统一网络组织构建闭合处理链条，从而提高富水裂隙网络反演结果的准确性、一致性和稳定性，并降低多源探测结果在复杂施工场景下的误判和误拼接风险。