地质雷达在隧道超前地质预报中的应用.pdf

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1、106低温建筑技术2013年第9期(总第183期)地质雷达在隧道超前地质预报中的应用程帅然，张勤，陈松(河海大学地球科学与工程学院，南京210098)【摘要】首先，在简述地质雷达工作原理的基础上，对地质雷达超前预报的测线布置、探测方法和探测技术参数的确定原则进行介绍。其次，采用美国GSSI公司SIR一20型地质雷达在竹盖山隧道进行地质超前预报。通过对探测数据和地质雷达扫描图像的研究、分析、以及同隧道掌子面实际开挖地质情况的对照，说明地质雷达是隧道施工超前地质预报的一种安全、有效的方法，其实用性强

2、，对隧道施工具有较好的指导作用。【关键词】隧道工程；超前地质预报；地质雷达；应用【中图分类号】U456．3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)09—0106—03APPLICATIoNoFGRoUNDPENETRArl[’INGRADARToGEoLoGICALFoRECASTFoRTUNNELCoNSTRUCnoNCHENGShuai—ran，ZHANGQin，CHENSong(SchoolofEarthScienceandEngi．，HohaiUniv．，Nanjing

3、210098，China)Abstract：Firstly，basedontheworkingprincipleofgeologicalradar，thedetectingmethod，linelay-outandtheparametersselectionareintroduced．Secondly，usingSIR-20groundpenetratingradaroftheUnitedStatesGSSIcompanyinZhugaishantunneladvancegeologicalfo

4、recastismade．Accordingtothedetectiondataandtheanalysisofgeologicalradarscanningimages，aswellasthetunnelgeologicalcon—ditionsoftheactualexcavation．wecanconcludethatgeologicalradariSasafeandeffectivemethodforgeologicalpredictionintunnelconstruction，the

5、practicabilityofthismethodisstrong，whichhasthegoodinstructionfunctiontothetunnelconstruction．Keywords：tunnelengineering；advancegeologicalforecast；groundpenetratingradar；application地质勘探资料是隧道工程设计的基本依据，而隧标进行地质解释。原理如图1所示。道施工的依据主要是设计文件。由于受工程地质勘察时间、经济、技术难度

6、等条件限制，往往造成勘察设计与实际不符。因此，在隧道施工期间，采用超前地质预报对隧道掌子面前方地质情况进行及时准确的预测，是避免发生灾害、减少损失、保证隧道施工安全的需要。地质雷达探测法具有快速便捷、非破坏性、分辨率高、可进行资料的实时成像处理、以及不影响施工等特点，因而近年来在超前地质预报中被广泛的图1地质雷达工作原理应用，。1地质雷达工作原理2探测技术设计地质雷达是利用发射机天线向隧道掌子面前方(1)测线布置。在隧道超前地质预报中，测线定向发射雷达波，当遇到不同电性(不同介电常数、电主要布置

7、在掌子面上，一般要沿水平、竖直方向各布导率、磁导率)介质的分界面时雷达波发生反射，反射置几条测线。为提高测试的准确性，必要时可加密雷波被接收天线接收并由主机记录，主机对从不同深度达测线或依据实际地质情况及施工要求，在隧道底板返回的各个反射波进行数据处理，可得到地质雷达连和侧壁布置测线，以了解隧道周围的地质情况。续探测彩色剖面图像，通过对反射信号的时频特征、(2)探测方法。地质雷达测量方式有点测和连振幅特征、相位特征等进行分析，结合地质背景对目测两种。点测法是通过电脑键盘发送信号触发指令给程帅然等

8、：地质雷达在隧道超前地质预报中的应用1O7雷达主机，每按一次键盘回车键即可采集一道数据。右两线均采用“二”字型进行布置，其中横洞向布线较主要适用于隧道掌子面较为粗糙、凹凸不平的工作环低的一条位于掌子面底部人肩扛高度以避开地表浮境，要求天线按固定的距离移动方能保证采集数据的渣影响，较高的一条位于台车顶面0．5m高以重点探剖面宽度与测线长度一致；连测法是通过测距轮的滚查拱顶位置。动或预先设置好的时间间隔自动采集数据，适用于较地质雷达主要参数设置情况如表2所示。地质预光滑的掌子面。由于隧道掌子面工作环