地质分析与雷达探测综合预报技术在公路隧道中的应用

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1、地质分析与雷达探测综合预报技术在公路隧道中的应用研究TheApplicaitionofGeologicalAnalysisMethodCombinedWithRadar-detectingMethodforHighwayTunnelGeologicalPredictionTechnic吴尚杰（单位：福建建工集团总公司邮政编码：350000）WuShangjieFujianConstructionEngineeringGroupCompany摘要：本文首先阐述了地质分析法与地质雷达探测相结合的综合超前预报技术基本原理与实施方法，并结合伍凤山隧道工程实际对综合探测技术的应用进行了详细论述，结果表明

2、采用综合探测方法能够达到较好的预测效果，可为今后隧道工程的超前地质预报提供借鉴与参考。Abstract:Thispaperstatesthebasictheoryoftunnelpredictiontechnicbyusinggeologicalanalysismethodcombinedwithradar-detectingmethodbasedonWufengshan-tunnelconstructionpractice.Thegeologicalpredictionresultshowsgoodfitnessandthistechniccanbeareferencetotunnelgeo

3、logicalprediction.关键词：隧道；超前地质预报；地质雷达；地质分析方法Keywords:Tunnel,geologicalprediction,geologicalradar,geologicalanalysismethod71引言在公路隧道施工过程中，工程地质条件复杂，存在许多潜在、无法预知的地质因素，例如破碎带、断层带、岩溶和富水岩层等等，在隧道掘进开挖过程中稍有不慎就容易出现坍塌、冒水、涌水等现象，造成了巨大的隧道施工事故。目前，最有效的做法就是对开挖掌子面前方围岩进行超前地质预报，提早掌握隧道开挖掌子面前方围岩的地质情况、不良地质体的位置、工程性状和水文地质状况等信息，

4、从而为施工阶段修正设计、施工支护材料的提早准备、防止可能的工程险情、确保得力合理的施工措施，促使施工技术更趋科学合理[1,2]。本文将详细阐述地质分析和雷达探测综合预报技术的基本7原理及其现场实施方法，并结合相关公路隧道工程实例来论证该探测方法的有效性。2地质分析法及雷达探测原理及实施方法2.1工程地质分析法工程地质分析法包括掌子面地质素描调查法和地表地质补充勘察两种方法。地质素描主要是对隧道掌子面的地质情况如实而准确的记录，是超前地质预报的基本依据和判断围岩类别的最直接的资料，同时也是用以推断掌子面进深方向围岩状况的主要参照物和地质状况的边界条件。准确的地质分析是地质超前预报工作的基础。对隧

5、道所在区域的地形地貌、河流和溪沟的分布以及控制性地质构造如大的岩性接触带、大断层和向、背斜等整体分布规律的深入分析、理解是地质分析工作的基本前提，做好这一工作就必然离不开地表地质的补充调查。有时也可为提高对场地地质特征的规律性认识而专门进行。一般说来，这一调查主要包括对场地的工程地质和水文地质条件进行调查和分析研究。采用工程地质分析法进行地质超前预报的方案为[3]：1）密切配合施工，在每次爆破出碴后打眼装药前对掌子面进行地质素描；2）在掌子面揭露的地质情况和已有基础资料差别较大的情况下进行地表地质的补充勘察。2.2电磁波反射法采用地质雷达法进行地质超前预报的具体方案[3,4]：1）测试位置与长

6、度。拟在隧道全长范围内采用地质雷达进行探测、预报。单次预报长度为从掌子面起向进深方向延伸15米～50米，具体长度需视围岩质量而定。2）测线布置。在隧道掌子面上布置地质雷达测线，测线间距应小于待测目标体的横向尺寸。其布置方法比较灵活,共有测点、测线或网格等三种方式可选择。一般情况下，以掌子面前方为检测目标，以拱顶为中心，“十”字形布置2条测线，开挖工作面凹凸不平不符合条件时，可采用点测法，一般点距0.05～0.1m。在地质复杂地段，还可以“井”字形布置4条雷达测线，必要时加密雷达测线以提高探测结果的准确性。有条件时可选用支架辅助进行探测，如图1所示。7图1地质雷达探测测线的一般布置图2.3地质雷

7、达探测实施方法2.3.1仪器简介RAMAC/GPR地质雷达是瑞典MALAGeoscience公司生产的，主要采用了高频、宽频带、短脉冲和高速采样技术[5]。仪器配置主要包括：主机、发射机、接收机、天线、计算机和电池包，如图2所示。该机主要技术指标为：系统动态特性150dB；脉冲重复频率100kHz；迹线扫描速度150条/s；采样点数500/迹线，采样频率1000MHz；天线频率100MHz；键盘触