發布時間：2019-05-23所屬分類：教育論文瀏覽：1次
摘 要： [摘要]簡要介紹了隧道施工中超前地質預報的重要性，以及地質雷達超前地質預報的基本原理。以某隧道為例，采用多個天線的地質雷達對掌子面前方不良地質體進行探測，預報結果與現場開挖驗證情況較為吻合，表明通過采用多個天線提高了對掌子面前方不良地質體探
[摘要]簡要介紹了隧道施工中超前地質預報的重要性，以及地質雷達超前地質預報的基本原理。以某隧道為例，采用多個天線的地質雷達對掌子面前方不良地質體進行探測，預報結果與現場開挖驗證情況較為吻合，表明通過采用多個天線提高了對掌子面前方不良地質體探測的準確性。
[關鍵詞]隧道;超前地質預報;地質雷達
0前言
隧道施工過程中，特別是地質條件復雜的工程地質條件下，超前地質預報的應用越來越頻繁。隧道施工過程中的溶洞、斷層破碎帶等不良地質體進行及時、準確地預報，對隧道施工安全有重要意義。地質雷達具有快速、無損、連續探測、探測結果直觀等優點，對隧道施工超前地質預報有較好的探測效果。
1雷達探測原理
地質雷達[1-2]由主機、天線和數據采集系統等幾部分組成。根據電磁波在有耗介質中的傳播特性，發射天線向掌子面背后發射電磁波。電磁波在介質中傳播時，其傳播路徑、電磁場強度和波形將隨所通過介質的電性和幾何形態的變化而變化，地質雷達主機將對此部分的反射波進行適時接收，對接收到的數據進行一系列處理后得到雷達圖像，根據得到的雷達圖像即可預報掌子面前方的地質情況。
電磁波在介質中傳播時，當遇到存在電性差異的目標體，如溶洞、分界面等時，電磁波發生反射，在對接收到的雷達波進行處理和分析的基礎上，根據接收到的雷達波形、強度、雙程時間等參數可探測掌子面前方的不良地質體。
2工程實例
2.1地質雷達探測結果
2.1.1天線選擇
本次采用意大利雷達對某隧道掌子面進行超前地質預報探測，中心頻率的選擇應既能滿足分辨率的要求又能滿足檢測深度的要求。當地質條件復雜，可選擇兩種及兩種以上不同頻率的天線進行探測[3]。當多個頻率的天線都能滿足探測深度的要求時，可選擇頻率相對較高的天線進行探測。根據探測深度、圍巖類型及檢測部位的不同，天線中心頻率可在40MHz~200MHz之間選擇，本次采用200MHz天線、40MHz天線進行探測。
2.1.2測線布置
在掌子面上布置1條橫向測線，橫向測線可以很好的反映掌子面前方范圍內各個部位的地質和圍巖情況。
2.1.3地質雷達圖像
地質雷達灰度剖面是地質雷達資料解釋的基礎，若掌子面后方介質中存在電性差異，就可以在雷達剖面圖中找到相應的反射波與之對應。根據相鄰道上的反射波對比，把不同道上同一個反射波相同相位連接起來的對比線稱為同相軸，雷達剖面圖的識別主要是確定具有相同特征的反射波的同相軸。洞穴的反應波形一般是由許多細小的拋物線組成的一塊較大區域，與周圍波形存在明顯差異。對采集的雷達數據進行處理后可得到地質雷達圖像。
定義掌子面里程為DK0+000，據雷達圖像分析可知，左側位置DK0+001~007巖體破碎，存在溶洞不良地質體，右側位置碎DK0+001~007巖體破碎，存在溶洞不良地質體。
2.2現場開挖驗證
為驗證地質雷達的預報結果，現場對存在溶洞缺陷的掌子面后方土體進行開挖。經過開挖，雷達圖像中的缺陷位置與實際地質分布情況一致，地質雷達預報大大提高了對掌子面后方溶洞缺陷的預報效果，經過開挖，雷達圖像中的缺陷位置與實際地質情況吻合較好，地質雷達超前預報大大提高了對掌子面后方不良地質體的預報效果，采用地質雷達超前預報可及時、準確地對掌子面前方的地質情況進行預報，對隧道施工安全有重要意義。
3結語
對某隧道掌子面進行了超前地質預報探測，掌子面后方存在溶洞不良地質體，后經過開挖，雷達圖像中的缺陷位置與實際地質情況吻合較好，地質雷達預報大大提高了對掌子面后方溶洞缺陷的預報效果。地質雷達探測時，中心頻率的選擇很重要，當地質條件復雜，可選擇2種及2種以上不同頻率的天線進行探測。根據探測深度、圍巖類型及檢測部位的不同，本次采用200MHz天線、40MHz天線進行探測。實現了不同頻率天線對不同測試深度都有足夠的分辨率，效果良好。
參考文獻
[1]劉金龍,陸偉東，等.混凝土結構缺陷的雷達檢測方法研究[J].四川建筑科學研究:2009,35(6):91-93.
[2]陸偉東,劉金龍，等.混凝土結構厚度的雷達檢測[J].無損檢測,2009(5):364-366.
建筑類刊物推薦：《四川建筑科學研究雜志》創刊于1975年，本刊為雙月刊，主編：王永維。國內統一刊號：CN11-2103/TN，國際刊號：ISSN1008-1933。《四川建筑科學研究雜志》綜合性建筑科學類學術期刊，四川省優秀期刊,核心期刊。本刊的讀者對象主要是從事土木建筑工程的科研、設計、施工生產和各單位的基建部門的技術人員，以及大專院校的師生。
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