地质雷达在隧道超前预报中应用

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1、地质雷达在隧道超前预报中应用摘要：从地质雷达预报的基本原理出发，结合工程实践进行了案例分析与说明。实践表明，采用地质雷达进行隧道超前预报，提前采取有效的防范措施，确保隧道施工的安全是可行的，且具有较高的预报精度。关键词：隧道地质雷达超前地质预报1引言隧道地质超前预报由来已久，超前预报的方法也有很多，主要有隧道地质超前预报系统(TSP)、地质雷达(GPR)法、超前钻孔法和超前平导法等几种，地质雷达具有扫描速度快、重量轻、分辩率高、屏蔽效果好、图像直观、对施工影响小和可跟踪施工全过程等优点，并积累了大量的工程实测数据和图像分析经验

2、，近年来在施工检测及地质预报中得到了广泛应用。本文主要介绍地质雷达工作的基本原理和在六宜高速公路隧道施工过程中的应用及指导作用。2地质雷达法的基本原理地质雷达(GroundPenetratingRadar,简称GPR)方法是一种用于探测地下介质分布的广谱(IMHz-lGHz)电磁技术。地质雷达用一个天线发射高频电磁脉冲波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。通过对接收的反射波进行分析就可推断地下地质情况。探地雷达发射的高频电磁波传播速度主要与介质的介电常数有关。电磁波在某种介质中传播时，遇到不同的界面（如岩体的脱空、充水等

3、）将会产生反射和透射。3工程实例加底山同隧道是广西六（寨）〜宜（州）高速公路上一座地质条件较为复杂的山岭隧道，隧道围岩以白云质灰岩为主，中厚层状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎。局部存在溶隙，溶洞，软弱夹层等潜在的地质条件，为了保证施工过程的顺利进行以及施工安全，在隧道开挖过程中做了大量关于地质雷达隧道超前预报的工作。预报采用仪器为美国GSSI公司生产的SIR—20型地质雷达，天线中心频率为100MHz,测线布设采用"井”字形。通过地质雷达对加底恫隧道左线出口ZK47+501〜ZK47+476段进行探测预报。探测时掌子面里程Z

4、K47+501,岩性以白云质灰岩为主，强〜中风化，块碎〜碎裂状结构，节理、裂隙较发育，局部裂隙中有粘性土充填，整体稳定性一般〜稍差。通过对探测数据的图像处理，得出地质雷达图像（见图l）o从图中可以看出：据目前掌子面21-25米段（即ZK47+480-ZK47+476）强反射界面较多，有双曲线型异常反射体，据此推断为溶洞，后经开挖验证，ZK47+480处掌子面有一个溶洞（见图2）。4主要结论与认识21)采取地质雷达进行隧道掌子面前方不良地质体的探测，其关键是对采集雷达波的判读。2)由于隧道施工现场，周边环境复杂，诸多因素均对雷达

5、电磁波存在干扰，导致所采集到的雷达波可能失真,因此，加强地质调查和经验推测，进行综合分析，对于提高预报精度极其重要。当然，地质雷达图像解释还存在着像多解性，需要工程技术人员在实践中不断总结经验、改进预报手段，有时还需要用其它方法进行补充验证。参考文献：[1]南亚林，韩晓雷，叶逢春，等•地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用[J].水利与建筑工程学报，2009,7(3):132-133.[2]刘基，李前国.地质雷达探测技术在隧道地质超前预报中的应用[J].地质装备.2008,10(3):28-31.[3]邱文东.地质雷达在隧道超

6、前地质预报中的应用[J].中国水运，2008,8(10):256-257.[4]钟宏伟，赵凌.我国隧道工程超前预报技术现状分析[J]•人民长江，2004,35(9):15-17.[5]何发亮，李苍松.隧道施工期地质超前预报技术的发展[J]•现代隧道技术，2001,38(3):12-14.