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龍圖騰網恭喜深地科學與工程云龍湖實驗室;中國礦業大學申請的專利基于全方位環面電極布置的隧道地質異常超前探測方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN117890988B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-06-13發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202311717226.9，技術領域涉及：G01V3/38；該發明授權基于全方位環面電極布置的隧道地質異常超前探測方法是由楊彩;劉盛東;章俊;方金偉;孫乾坤;孫超;劉靜;羅金輝;閆磊;劉新新設計研發完成，并于2023-12-14向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于全方位環面電極布置的隧道地質異常超前探測方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于全方位環面電極布置的隧道地質異常超前探測方法，先在盾構機后方的隧道內布置全方位環面電極觀測系統，并建立超前探測觀測坐標系，通過全方位環面電極觀測系統進行超前探測，獲取對應的激勵電流和電位數據，接著通過多方位環面電極同步耦合測量與增強疊加處理，進而形成虛擬電極坐標，并對虛擬電極產生的電極排列進行篩選，選出符合要求的電極排列獲取其對應的數據進行后續視電阻率的計算，從而實現對地鐵隧道掘進前方地質異常體的探測，相比于現有常規電阻率超前探測，本發明有效提升了超前探測的精度及覆蓋范圍。

本發明授權基于全方位環面電極布置的隧道地質異常超前探測方法在權利要求書中公布了：1.一種基于全方位環面電極布置的隧道地質異常超前探測方法，其特征在于，具體步驟為： 步驟一、布置全方位環面電極觀測系統：根據前期的地質勘探情況，先采用盾構機沿著掘進方向施工一段距離后停止，在盾構機后方的已倔隧道內，從盾構機尾端開始等間距布設s個全方位環面電極組，每個全方位環面電極組均由6個環面電極組成，6個環面電極固定在已倔隧道的內壁上，且處在已倔隧道同一截面的圓周上并均分該圓周；相鄰兩個全方位環面電極組之間的水平間距為d；并從盾構機尾端開始對各個全方位環面電極組中各個環面電極依次編號；并在盾構機前方未掘進地層內通過地面鉆孔放置一個測量電極，作為無窮遠電極； 步驟二、建立超前探測觀測坐標系：將步驟一中最靠近盾構機尾端的全方位環面電極組所處圓周的圓心作為原點O，掘進的反方向作為X軸、垂直于X軸且朝向隧道頂部方向作為Z軸、垂直于X軸且朝向隧道水平側部方向作為Y軸，建立超前探測觀測坐標系；并根據該坐標系，依次得到s個全方位環面電極組中各個環面電極的空間坐標； 步驟三、全方位環面電極觀測系統進行超前探測：將各個全方位環面電極組中各個環面電極均接入并行電法儀，從盾構機尾端開始按照編號順序對第1組到第m組中各個環面電極依次進行供電，當每個環面電極供電時記錄此時的激勵電流，s個全方位環面電極組中其余各個環面電極均進行電位數據采集，最終進行6*m次供電，從而獲得每次供電對應的激勵電流及電位數據采集； 步驟四、計算各個全方位環面電極組的激勵電流：根據步驟三記錄的激勵電流數據，將第1組內6個環面電極各自供電時記錄的激勵電流求平均，作為第1組的激勵電流值；后續重復上述過程依次計算各組的激勵電流值，從而獲得第1組至第m組各自的激勵電流值； 步驟五、計算各個全方位環面電極組的一次場電位數據：根據步驟三采集的電位數據，當第1組中1號環面電極供電時，獲取第2組所有環面電極采集到一次場電位數據并求平均得到U1,2,1,avg；當第1組中2號環面電極供電時，獲取第2組所有環面電極采集到一次場電位數據并求平均得到U1,2,2,avg；依次類推，完成第1組中6個環面電極依次供電后，得到第2組不同電極供電時對應采集到一次場電位數據分別為U1,2,1,avg,U1,2,2,avgr,U1,2,3,avgr,U1,2,4,avg,U1,2,5,avg,U1,2,6,avg，接著對這6個數據求平均，作為第1組供電時第2組所有環面電極采集到一次場電位數據U1,2,avg；重復上述過程，當第1組中第1～6號環面電極依次供電時，依次獲得第3組至第s組所有環面電極采集到一次場電位數據，分別為U1,3,avg、U1,4,avg……U1,s，avg； 完成第1組供電時各組的電位數據的計算后，重復上述步驟，計算第2組供電時，第3組～第s組所有環面電極采集到一次場電位數據，分別為U2,3,avg、U2,4,avg……U2,s,avg； 如此重復，直至計算第m組供電時，第m+1組～第s組所有環面電極采集到一次場電位數據，分別為Um,m+1,avg、Um,m+2,avg……Um,s,avg； 步驟六、建立虛擬電極：根據步驟四和步驟五分別獲得的數據，將每組全方位環面電極組中的圓心作為該組的虛擬電極，則在隧道的中心軸線上共形成s個虛擬電極，且每個虛擬電極均對應步驟四和步驟五獲得的激勵電流Iiavg和一次場電位數據Uijavg；并能獲得各個虛擬電極的坐標； 步驟七、篩選符合要求的虛擬電極排列：根據步驟六建立的虛擬電極坐標及數據，篩選出符合要求的虛擬電極排列； 步驟八、對虛擬電極排列進行視電阻率計算：根據步驟七篩選后的虛擬電極排列及其對應的電位數據，進行視電阻率計算； 步驟九、判斷盾構機前方地質情況：根據步驟八獲得的視電阻率數據，利用球殼理論進行超前偏移成像，獲取前方地質異常發育位置。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人深地科學與工程云龍湖實驗室;中國礦業大學，其通訊地址為：221110 江蘇省徐州市徐州市產業技術研究院(徐州市國家高新區大學生創業園B棟)10樓；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。