[发明专利]一种水害风险低场核磁共振立体监测方法

权利要求书

1.一种水害风险低场核磁共振立体监测方法，其特征在于包括如下步骤：

a.在城市地下空间或隧道(1)支护成型后，在钻机向掌子面(2)施工前进方向不同角度施工超前的上向监测钻孔(3)、横向监测钻孔(8)和下向监测钻孔(9)，为核磁监测提供通道，同时分别对各孔不同深度位置钻取岩心；

b.根据各钻孔内获得的不同深度的岩心测量围岩强度、类型、含水率、孔隙度得到围岩的岩性，并判断前方有无构造带，及判断前方构造带分布为富水断层破碎带、或富水断层破碎带和岩溶发育带；

c.在上向监测钻孔(3)、横向监测钻孔(8)和下向监测钻孔(9)内埋入装有低场核磁共振微缩传感器(6)的无磁钢管(4)，通过低场核磁共振微缩传感器(6)在无磁钢管内前后滑动释放核磁信号磁场对各钻孔内每隔1米进行测量；

d.在城市地下空间或隧道(1)施工的过程中，利用三个不同角度钻孔内的低场核磁共振微缩传感器(6)分别对三个钻孔位置周围岩层基质内的水信号进行监测，若核磁信号急剧增大或呈梯度增大时进行预警，并对该监测钻孔区域空间，集中实施“疏水-注浆-监测”三位一体技术手段，实现钻孔区域施工中潜在水缘性灾害的有效防治；

e.城市地下空间或隧道(1)施工完成后，利用钻机向城市地下空间或隧道内施工的缝隙钻进，间隔施工多组钻孔(10)，每组钻孔为四个，上下左右分布，沿城市地下空间或隧道(1)方向间隔均匀布置；

f.在每组城市地下空间或隧道(1)施工的钻孔(10)内埋入装有低场核磁共振微缩传感器(6)的无磁钢管(4)，并在城市地下空间或隧道(1)内的顶部吊轨(11)上安装对隧道内可见风险进行识别的移动式监控摄像机(12)，所有钻孔(10)内的各低场核磁共振微缩传感器(6)均通过数据传输线(13)连接5G信号传输设备(14)，利用5G信号传输设备(14)采集地下空间或隧道(1)四周的信息，并及时将采集到的信息数据反馈到监控中心，对城市地下空间或隧道(1)运行过程中围岩内水的空间分布、位移沉降及其他可见风险进行实时监测，有效保障隧道全生命周期内的安全运行；

在城市地下空间或隧道施工过程中及施工完成运行时，对上向监测钻孔(3)、横向监测钻孔(8)、下向监测钻孔(9)和多组钻孔(10)内每隔1米所测得的第一次核磁信号进行反演，得到该测量钻孔不同深度围岩的初始含水率δ₁、δ₂、δ₃…δ_n，其中，n代表钻孔由外向内n米处的取样点，观察初始含水率数据；

若随钻孔取样点距钻孔口深度初始含水率急剧增大或呈梯度增大时进行预警，对该监测钻孔区域空间集中实施“疏水-注浆-监测”三位一体技术手段；

若未出现预警，则每隔一段时间t₁、t₂、t₃、…、t_n，t_n代表n秒，对各钻孔内每隔1米的固定取样点处进行核磁测量，利用计算机进行计算得到围岩各固定取样点同一位置处两次取样得到的含水率差值：△δ_t1、△δ_t2、△δ_t3、…、△δ_tn，若含水率差值△δ_t1＝△δ_t2＝△δ_t3＝…＝△δ_tn,表明岩石结构比较致密导致压力水锋线未向前运移；若含水率差值△δ_t1≠△δ_t2≠△δ_t3≠…≠△δ_tn,表明岩石多尺度孔隙结构由压力水渗流填充，岩石基质内富含大量的水分，反映潜在水体内的压力水出现渗透现象；以△δ_t为纵坐标、时间t为横坐标的曲线，当多点处的曲线斜率：表示同一取样点处两次取样得到的含水率差值随时间的变化率，且随距离呈梯度变化时进行预警，并对该监测钻孔区域空间集中实施“疏水-注浆-监测”三位一体技术手段。

2.根据权利要求1所述的一种水害风险低场核磁共振立体监测方法，其特征在于：所述在上向监测钻孔(3)、横向监测钻孔(8)、下向监测钻孔(9)内每隔1米分别钻取的岩心直径为50mm，长度为50mm，利用岩心取样器进行原位保压，且每一钻孔地层所采集的岩心数量不少于8个。