公路隧道超前地質預報技術地質雷達的應用

尹萍 張慧峰

摘要：地質雷達探測具有精度高、快捷、無損探測等諸多優點，是近年來發展較為迅捷、效果突出的超前地質預報方法之一，并在各種工程中得到了大面積應用。本文簡述了地質雷達的工作原理及野外工作方法，結合工程實例，分析了各種不良地質現象的雷達波特征，并結合實際探測成果，評價其準確性。

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.

關鍵詞：地質雷達;超前地質預報;隧道

Key words： geological radar;advanced geological prediction;tunnel

中圖分類號：U452.1+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）36-0192-02

0? 引言

隧道施工的過程中，經常會出現軟弱圍巖、斷層破碎帶、涌水等不良的地質現象，如果未能夠在施工前探明，將會給施工帶來很嚴重的安全隱患，影響安全生產。因此，在隧道進行施工時，對開挖工作面前方的地質資料提出了很嚴格的要求。實踐證明，地質雷達在隧道檢測方面作為一種高效、準確的檢測方法，可以準確的提供地質資料，有效保障安全施工。

1? 地質預報方法及原理

地質雷達采用的是時間域脈沖雷達，將寬頻帶的脈沖電磁波發射到地下介質中，通過接收反射信號達到探測地下目標的目的，雷達系統向被探測物發射電磁波脈沖，電磁脈沖穿過介質表面，碰到目標物或不同介質的界面而被反射回來，根據電磁波的雙程走時，分析確定探測目標的形態及結構特性。結合工程地質資料為隧道施工提供可靠的施工技術方案。（圖1）

2? 工程應用效果分析研究

開挖面的里程樁號為YK231+949，揭露圍巖主要為土黃色粉質粘土和全～強風化粉砂巖，巖質極軟-軟。遇水極易軟化，呈松散體-碎裂塊狀結構，承載能力極差，裂隙極發育。整體而言，圍巖破碎，巖體自穩能力極差，未見地下水發育。掌子面照片如圖2。

本次探測采用的是美國GSSI生產的SIR-3000型地質雷達系統配備中心頻率100MHz天線進行野外探測。本次測量工作采用連續測量方式，由于現場探測條件限制，沿隧道開挖上臺階底部約0.5、4m高度范圍分別布置兩條測線（測線1、測線2），如圖3所示。

通過對現場探測數據的分析處理，得出雷達預報探測效果圖，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雷達剖面圖，通過對比分析：測線1與測線2掃描結果基本一致，掌子面前方探測范圍內，雷達反射電磁波信號高低頻反射波明顯，前方5-17米反射波同相軸不連續，整體振幅較低，結合掌子面地質情況，推測掌子面前方介質均勻，巖性為粉質粘土與全～強風化粉砂巖，裂隙極發育，呈松散體-碎裂結構，圍巖破碎，巖體自穩能力差。

3? 結語

通過地質雷達預報成果與開挖揭露地質情況綜合對比，地質雷達對巖體中存在的不良地質體、地下水及圍巖類別預報準確度較高。該預報給施工提供大量的具有指導意義的結論和建議，減少工程中因圍巖條件變化而帶來的災害性事故。

參考文獻：

[1]劉攀.公路隧道超前地質預報應用現狀與技術應用[J].交通世界，2017（34）.

[2]趙文軻，王連成，鐘鳴.綜合超前地質預報方法在大瑤山公路隧道中的應用[J].公路交通技術，2011（06）.

[3]陳勇.地質雷達在隧道超前預報中的應用[J].2015（05）.