公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用

尹萍 張慧峰

摘要：地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)具有精度高、快捷、無損探測(cè)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是近年來發(fā)展較為迅捷、效果突出的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法之一，并在各種工程中得到了大面積應(yīng)用。本文簡(jiǎn)述了地質(zhì)雷達(dá)的工作原理及野外工作方法，結(jié)合工程實(shí)例，分析了各種不良地質(zhì)現(xiàn)象的雷達(dá)波特征，并結(jié)合實(shí)際探測(cè)成果，評(píng)價(jià)其準(zhǔn)確性。

Abstract： Geological radar detection has many advantages such as high precision， fast speed and non-destructive detection and it is one of the advanced geological prediction methods with rapid development and outstanding effects in recent years， and has been widely applied in various projects. This paper briefly describes the working principle of geological radar and its field working methods. Combined with engineering examples， it analyzes the characteristics of radar waves of various unfavorable geological phenomena， and combines the actual detection results to evaluate its accuracy.

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達(dá);超前地質(zhì)預(yù)報(bào);隧道

Key words： geological radar;advanced geological prediction;tunnel

中圖分類號(hào)：U452.1+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）36-0192-02

0? 引言

隧道施工的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)軟弱圍巖、斷層破碎帶、涌水等不良的地質(zhì)現(xiàn)象，如果未能夠在施工前探明，將會(huì)給施工帶來很嚴(yán)重的安全隱患，影響安全生產(chǎn)。因此，在隧道進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)開挖工作面前方的地質(zhì)資料提出了很嚴(yán)格的要求。實(shí)踐證明，地質(zhì)雷達(dá)在隧道檢測(cè)方面作為一種高效、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，可以準(zhǔn)確的提供地質(zhì)資料，有效保障安全施工。

1? 地質(zhì)預(yù)報(bào)方法及原理

地質(zhì)雷達(dá)采用的是時(shí)間域脈沖雷達(dá)，將寬頻帶的脈沖電磁波發(fā)射到地下介質(zhì)中，通過接收反射信號(hào)達(dá)到探測(cè)地下目標(biāo)的目的，雷達(dá)系統(tǒng)向被探測(cè)物發(fā)射電磁波脈沖，電磁脈沖穿過介質(zhì)表面，碰到目標(biāo)物或不同介質(zhì)的界面而被反射回來，根據(jù)電磁波的雙程走時(shí)，分析確定探測(cè)目標(biāo)的形態(tài)及結(jié)構(gòu)特性。結(jié)合工程地質(zhì)資料為隧道施工提供可靠的施工技術(shù)方案。（圖1）

2? 工程應(yīng)用效果分析研究

開挖面的里程樁號(hào)為YK231+949，揭露圍巖主要為土黃色粉質(zhì)粘土和全～強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，巖質(zhì)極軟-軟。遇水極易軟化，呈松散體-碎裂塊狀結(jié)構(gòu)，承載能力極差，裂隙極發(fā)育。整體而言，圍巖破碎，巖體自穩(wěn)能力極差，未見地下水發(fā)育。掌子面照片如圖2。

本次探測(cè)采用的是美國(guó)GSSI生產(chǎn)的SIR-3000型地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)配備中心頻率100MHz天線進(jìn)行野外探測(cè)。本次測(cè)量工作采用連續(xù)測(cè)量方式，由于現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)條件限制，沿隧道開挖上臺(tái)階底部約0.5、4m高度范圍分別布置兩條測(cè)線（測(cè)線1、測(cè)線2），如圖3所示。

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，得出雷達(dá)預(yù)報(bào)探測(cè)效果圖，如圖4、圖5。

圖4、圖5為右洞掌子面上下兩條線采集的地質(zhì)雷達(dá)剖面圖，通過對(duì)比分析：測(cè)線1與測(cè)線2掃描結(jié)果基本一致，掌子面前方探測(cè)范圍內(nèi)，雷達(dá)反射電磁波信號(hào)高低頻反射波明顯，前方5-17米反射波同相軸不連續(xù)，整體振幅較低，結(jié)合掌子面地質(zhì)情況，推測(cè)掌子面前方介質(zhì)均勻，巖性為粉質(zhì)粘土與全～強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，裂隙極發(fā)育，呈松散體-碎裂結(jié)構(gòu)，圍巖破碎，巖體自穩(wěn)能力差。

3? 結(jié)語

通過地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)成果與開挖揭露地質(zhì)情況綜合對(duì)比，地質(zhì)雷達(dá)對(duì)巖體中存在的不良地質(zhì)體、地下水及圍巖類別預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度較高。該預(yù)報(bào)給施工提供大量的具有指導(dǎo)意義的結(jié)論和建議，減少工程中因圍巖條件變化而帶來的災(zāi)害性事故。

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