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４４６物探化探计算技术３ｌ卷
图２地质雷达探测曲线示意图
Ｆｉｇ．２ＧＰＲｓｕｒｖｅｙｃｌｌｒｖｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｒａｗｉｎｇ
参考文献：
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作者简介：李仁海（１９８２一），男，山东泰安人，硕
士，主要从事地震电法和电磁勘探技术的研究。 万方数据
地质雷达探测技术在岩溶地形勘察中的应用
作者：李仁海， 杨磊， 许新刚， 李党民， 冷元宝， 单波
作者单位：李仁海,许新刚,李党民,单波(中国电力工程顾问集团西北电力设计院,西安,710032)， 杨磊(华北水利水电学院资源与环境学院,郑州,450011)， 冷元宝(华北水利水电学院资源与环境
学院,郑州450011;水利部黄河水利科学研究院,郑州450003)
刊名：
物探化探计算技术
英文刊名：COMPUTING TECHNIQUES FOR GEOPHYSICAL AND GEOCHEMICAL EXPLORATION
年，卷(期)：2009,31(5)
被引用次数：2次
参考文献(7条)
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本文读者也读过(10条)
1.周竹生.熊孝雨浅层折射波法在东香高速公路勘察中的应用[会议论文]-2004
2.卢桂臣.谢遵哲.Lu Guichen.Xie Zunzhe工程物探在西堠门大桥地质勘察中的应用[期刊论文]-铁道勘察2005,31(6)
3.刘慧明.王辉.LIU Hui-ming.WANG Hui综合勘察技术在沿江高速公路中的运用[期刊论文]-工程与建设
2009,23(6)
4.王自民长江某大桥综合物探方法的应用及效果[期刊论文]-科技创业月刊2006,19(9)
5.周春林.袁林旺.刘泽纯.Zhou Chunlin.Yuan Linwang.Liu Zechun汤山猿人洞穴埋藏堆积地质雷达勘探解译[期刊论文]-南京师大学报（自然科学版）2006,29(4)
6.李彦军岩溶地质综合勘察方法[期刊论文]-铁道建筑2000(5)
7.王时平.付运祥.吴宗宇.邓安迪综合物探方法在岩溶勘察中的应用[会议论文]-2007
8.周杨.李新.冷元宝.乔惠忠黄河堤防隐患探测技术研发及展望[期刊论文]-人民黄河2009,31(4)
9.李伟和.邱庆程地质雷达在不同岩性介质中的应用[期刊论文]-物探与化探2001,25(4)
10.刘坡拉高频大地电磁法在宜万铁路隧道岩溶勘察中的应用[期刊论文]-中国水运（下半月）2009,09(8)
引证文献(2条)
1.刘凯.刘怀山.裴建新岩溶塌陷的地质雷达正演模拟分析[期刊论文]-工程地球物理学报 2011(3)
2.李华.焦彦杰.杨俊波浅析地质雷达技术在我国的发展及应用[期刊论文]-物探化探计算技术 2010(3)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/b310543791.html,/Periodical_wthtjsjs200905009.aspx
地质雷达在地下管线探测中的应用研究 发表时间：2018-09-04T14:12:30.883Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第11期作者：尹凡 [导读] 在城市建设发展速度不断加快的背景下，城市地下空间的利用率也不断提升。 上海京海工程技术有限公司 200131 摘要：在城市建设发展速度不断加快的背景下，城市建设中针对地下空间管线探测的工作量日益增多。更为关键的是，随着地下管线施工工艺的发展以及管道材质的多元化完善，地下管线探测的难度也在日益增加。地质雷达作为一种高频宽度电磁波地下管线探测技术，适用于地下浅层深度的探测作业，具有分辨率高、准确可靠、安全无损、快捷连续等一系列优势，在地下管线探测领域中具有非常确切的应用价值。本文即在分析地质雷达探测原理的基础之上，概述地质雷达技术在地下管线探测中的应用优势，并就其实际应用要点展开分析与探讨，望能够引起业内人士的高度关注与重视。 关键词：地下管线；地质雷达；探测；应用 在城市建设发展速度不断加快的背景下，城市地下空间的利用率也不断提升，地下管线类型众多且在用途、材料性质以及尺寸上均存在非常明显的差异性，因此针对不同类型地下管线需应用的探测技术也会存在一定的差异性。传统意义上所选用的地下管线探测技术无法准确针对损伤程度进行评估，地下管线的铺设质量也难以得到准确的反应，由此可能导致一系列质量安全隐患的产生，对地下管线探测质量产生非常不良的影响。地质雷达作为一种高频宽度电磁波地下管线探测技术，适用于地下浅层深度的探测作业，具有分辨率高、准确可靠、安全无损、快捷连续等一系列优势，在地下管线探测领域中具有非常确切的应用价值，本文即针对地质雷达技术在地下管线探测领域中的应用问题进行分析与探讨。 1 地质雷达探测原理 地质雷达是一种用于评估并分析地下介质分布情况的高频电磁技术。地下雷达探测以地下介质在介电性方面的差异为依据，通过天线发射或接收高频电磁波信号的方式，利用工作软件处理所接收信号并成像，从而帮助工作人员得到相应探测结果。应用地质雷达技术进行地下管线探测的基本原理如下图（见图1）所示。 图1：地质雷达的技术进行地下管线探测的基本原理示意图 在应用地质雷达技术进行地下管线探测作业的过程中，最基础的操作过程是：由放置于地面的天线面向地下待探测区域发射高频电磁脉冲信号，在高频电磁脉冲信号于地下空间内进行传播的过程当中，若遭遇相对介电常数不同（及有不同电性表现）的界面时，高频电磁脉冲信号中一部分透射界面并继续向地下空间其他区域进行传播，而另一部分信号则在该位置直接反射会地面，由地面所安装接收天线进行接收并记录至主机中。在这一操作过程当中，若地下介质波速已知或地下探测空间中介质的相对介质常数已知，则可以根据所测定反射波自发射天线发出至接收天线接受耗时（以下定义为t）的具体结果，计算所地质雷达技术所探测物体的埋深以及具体位置。在这一过程当中，假定T为发射天线，R为地面接收天线，h为地下管线目标体顶部埋设深度，r为电磁波双程走时，则可建议如下所示关系：vt＝（4h2＋x2）-1 (1) 该式中，定义屏蔽式发射体现为t，接收天线为r，两者距离为x，若两者距离高度相近，即在x无线趋近于0的情况下，可将式（1）转换为： h＝1/2vt (2) 根据上式，若电磁波在介质中的传播速度v处于已知状态，并且电磁发射博的走时的t可以加以准确计算，则就能够通过以上方式得到待测定目标物体的深度取值。 2 地质雷达技术在地下管线探测中的应用价值 第一，分辨率高。在地下管线探测过程中，应用地质雷达探测技术具有较高的分辨率，所呈现出的地下管线分布图像清晰度高，能够直接掌握所探测区域地下管线的实际分布情况，并在探测结果的辅助下展开科学有效的设计施工作业，强化地下管线设计质量，并更好的为地下管线正式施工提供服务，保障地下管线铺设的安全性与可靠性。同时，依托于地质雷达技术所提供的高分辨率图像，还能够为整个城市建设探测提供重要指导，支持对城市建设水平的综合评定与分析。 第二，准确可靠。地质雷达探测技术的准确性高，在应用地下管线探测的过程中呈现出了连续性的特点，确保所探测地下管线分布数据状态的完整性与动态性。地质雷达探测技术通过对介质介电性质以及几何形态的分析，以改变电磁场强度以及波形特征，使功能、形态以及性质存在差异的地下管线能够通过地质雷达探测图像所呈现出来，方便工作人员对地下管线进行合理的选取，确保管线铺设质量，并为后续针对地下管线的高精度探测提供指导。 第三，快捷无损。地质雷达探测技术在地下管线探测中的应用在浅层分布探测目标中有良好的适用性，检测过程安全且缺损。整个检测过程中，通过对高频宽谱无损电磁波的发射与接收，来辨别被探测区域中地下介质的分布情况，也可在现代化互联网辅助技术的支持下，转移至地面进行探测，发挥地质雷达技术高速反射的功能优势，方便相关工作人员更为及时与准确的掌握地下管线分布情况，及时对安全隐患进行识别与防控，以促进地下管线探测质量与探测效率的进一步提升与优化。 3 地质雷达技术在地下管线探测中的应用实例 在地下管线探测过程中，工作人员首先需要对探测区域内的地下管网资料进行收集与整理，展开实际调查，安排专人进入地下管线探测区域现场，寻找露头窨井，将其打开进行拍照、丈量深度、填写记录等。然后，针对现场发现的露头金属管或电力管线，应当在爱地下
地表雷达检测技术 方案 贵州道兴建设工程检测有限责任公司 贵阳市轨道交通2号线兴筑西路站-水井坡站区间
地表雷达探测技术方案 方案编制： 技术审核： 方案批准： 贵州道兴建设工程建设工程检测有限责任公司 3月15日 目录 1 工程概况 ........................................................................... 错误!未定义书签。 2 探测项目和方法................................................................ 错误!未定义书签。 3 编制依据 ........................................................................... 错误!未定义书签。 4 雷达探测的基本原理........................................................ 错误!未定义书签。
5 探测流程 ........................................................................... 错误!未定义书签。 6 检测仪器和设备................................................................ 错误!未定义书签。 7 需有关单位配合的事项.................................................... 错误!未定义书签。 7 质量和安全保证措施........................................................ 错误!未定义书签。 8 预期成果 ........................................................................... 错误!未定义书签。 9 本工程项目安排................................................................ 错误!未定义书签。
浅谈探地雷达在探测墩下隐伏岩溶中的应用 摘要:岩溶的空间分布和物性特征为探地雷达进行岩溶地球物理探测提供了基本前提条件。在已有的探测实例中应用探地雷达方法基本查明了岩溶的分布范围和充填性质，本文介绍了探地雷达工作原理、工程物探仪器设备及工作方法。从而为岩溶区的岩土工程勘察和评价提供了有效手段及依据。 关键词: 探地雷达；岩溶；灰岩 abstract: provide the basic premise condition characteristics of spatial distribution and physical properties of karst for ground penetrating radar karst geophysical exploration. application of gpr to identify the distribution and filling characteristic of karst in the case of detecting existing is introduced in this paper, the principle of radar work of engineering geophysical equipment and methods of work. this provides an effective means and basis for geotechnical engineering prospecting and evaluation in karst area. keywords: ground penetrating radar; karst; limestone 中图分类号：tn95 文献标识码：a文章编号： 一、引言 岩溶(又称喀斯特)是可溶性岩层在水的化学和物理溶(浸)蚀作 用下，产生沟槽、裂隙和空洞，以及由于空洞顶板塌落使地表产生
地质雷达测量技术 内容提要：本文在简述地质雷达基本原理的基础上，介绍了地质雷达检测隧道衬砌质量的工作方法，通过理论分析、实际资料计算、实测效果等方面说明采用地质雷达技术检测隧道衬砌质量的必要性和可靠性。 关键词：地质雷达测量技术 1 前言 地质雷达（Geological Radar）又称探地雷达（Ground Penetrating Radar），是一项基于不破坏受检母体而获得各项检测数据的检测方法，在我国已在数百项工程中得到了应用，并取得了显著成效。同时，随着交通、水利、市政建设工程等基础设施的大力发展，以及国家对工程质量的日益重视，工程实施过程中仍急需用物理勘探的手段解决大量的地质难题，因此，地质雷达极其探测技术市场前景十分广阔。 地质雷达作为一项先进技术，具有以下四个显著特点：具有非破坏性；抗电磁干扰能力强；采用便携微机控制，图象直观；工作周期短，快速高效。它不仅用于管线探测，还可用于工程建筑，地质灾害，隧道探测，不同地层划分，材料，公路工程质量的无损检测，考古等等。 2 地质雷达技术原理 地质雷达是运用瞬态电磁波的基本原理，通过宽带时域发射天线向地下发射高频窄脉冲电磁波，波在地下传播过程中遇到不同电性介质界面时产生反射，由接收天线接收介质反射的回波信息，再由计算机将收到的数字信号进行分析计算和成像处理，即可识别不同层面反射体的空间形态和介质特性，并精确标定物体的深度（图1）。
图1 地质雷达检测原理图 3 雷达的使用特性 3.1无损、连续探测，不破坏原有母体，避免了后期修补工作，可节约大量的时间和费用。 3.2 操作简便，使用者经过2－3天培训就能掌握。 探测时，主机显示器实时成像，操作人员可直接从屏幕上判读探测结果，现场打印成图，为及时掌握施工质量提供资料，提高了检测速度和科学水平。并且通过数据分析，还可以了解道路的结构情况，发现道路路基的变化和隐性灾害，使日常管理和维护更加简单。 3.3 测量精度高，测试速度快。在车载工作方式下，测试速度大大提高，当车速达80Km/h时，系统仍能正常工作。 3.4 收、发天线离地面的探测高度可以针对不同的埋地目标进行调整，以达到最佳的探测能力和探测分辨率：同时还可以调节收发天线之间的距离寻找系统工作的最好效果。 3.5 测点密度不受限制，便于点测和普查。 工作方式的灵活使得用户可以连续普查某一段工程的质量,也可随时对异常区域进行重点探测 和分析。 3.6 便于维护与保养。 本系统采用了结构化设计，对于使用不当或其它原因造成的质量问题，简单地更换接插件即可保证雷达的正常工作。 3.7 可扩充配置。 通过选择相应的发射源和收发天线，再配上相应的处理软件，就可以在中、深层探测范围，如地下管线、地基空洞、钢筋分布、堤坝密实程度等方面扩大应用。 4 地质雷达在检测隧道衬砌质量中的应用 新建隧道施工中为确保隧道衬砌质量，采用传统“钻、看”的检测方法显然已不能满足“多断面、全方位”的检测要求，业主和施工单位都在探索采用无损检测技术有效监控和确保隧道衬砌质量的新方法。 隧道衬砌的质量检测包括1)隧道衬砌厚度，2)隧道衬砌背后未回填的空区，3)隧道衬砌的密实程度，4)施工时坍方位置及坍方的处理情况。5)有时还可检测围岩中地下水向隧道侵入的位置。4.1 工作方法
隧道衬砌质量地质雷达无损检测技术 1 前言 工艺概况 铁路隧道衬砌是隐蔽工程，用传统的目测或钻孔对其质量进行检测有较大的局限性；应用物理勘探的方法对隧道衬砌混凝土进行无损检测，可取得快速、安全、可靠的效果。 工艺原理 电磁反射波法（地质雷达）由主机、天线和配套软件等几部分组成。根据电磁波在有耗介质中的传播特性，当发射天线向被测介质发射高频脉冲电磁波时，电磁波遇到不均匀体(接口)时会反射一部分电磁波，其反射系数主要取决于被测介质的介电常数，雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理，达到探测识别目标物体的目的(图1)。 图1 地质雷达基本原理示意图 电磁波在特定介质中的传播速度是不变的 ，因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT ，即可据下式算出异常介质的埋藏深度H ： H V T =??2 (1) 式中，V 是电磁波在介质中的传播速度，其大小由下式表示： V C =ε (2) 式中，C 是电磁波在大气中的传播速度，约为×108m/s ； ε为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同。 雷达波反射信号的振幅与反射系统成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数可表示为： 212 1εεεε+-=r (3)
反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越大，反射信号越强。 雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。电导率越高，穿透深度越小；频率越高，穿透深度越小。 2 工艺特点 电磁反射波法（地质雷达）能够预测隧道施工中衬砌的各种质量问题，分辨率高，精度高，探测深度一般在～左右。利用高频电磁脉冲波的反射，中心工作频率 400MHz/900 MHz/1500 MHz； 采用宽带短脉冲和高采样率，分辨率较高； 采用可调程序高次迭加和多波处理等信号恢复技术，大大改善了信噪比和图像显示性能。 （1）操作简单，对工作环境要求不高； （2）对衬砌隐蔽工程质量问题性质判断一般精度较高，分辨率可达到2～5cm，检测的深度、结构尺寸以及里程偏差或误差小于10%，缺陷类型识别准确度达95%以上； （3）通过专业的RADAN 分析软件，专业的技术人员可以迅速的完成数据处理等。 3 适用范围 地质雷达有其适用范围和适用条件，目标体与周围介质是否存在足够的电性差异，是探测工作是否有效的前提，这种电性差异就是介电常数；应根据不同的检测对象和检测要求选用不同的天线类型；适用条件，探测的目标体与周围介质有较大的介电常数差异并具有较好的反射条件；上覆层导电性较弱；目标体具有一定的体积，引起的异常有一定的强度；具有一定的探测对比资料。 该技术适用于隧道衬砌质量施工过程控制和竣工验收的无损检测。 4 主要引用标准 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB 10753-2010） 《铁路隧道工程施工质量验收标准》TBl0417-2003 《铁路隧道衬砌质量无损检测规程施工规范》（TB10223-2004） 《铁路工程物理勘探规程》（TB10013-2004） 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
地质雷达在隧道超前地质预报中的应用 摘要：本文简要介绍了地质雷达基本原理及其探测深度、精度，并结合实例阐述了地质雷达的工程应用。 关键词：地质雷达；隧道超前地质预报；掌子面 引言 目前，我国修建大量穿越山岭的特长隧道。由于这些隧道大都处于地下各种复杂的水文地质、工程地质岩体中。为了摸清和预知周围的水文地质和工程地质条件，隧道地质超前预报显示出越来越重要的作用。在隧道开挖掘进过程中，提前发现隧道前方的地质变化，为施工提供较为准确的地质资料，及时调整施工工艺，减少和预防工程事故的发生非常重要。一、地质雷达基本原理及探测深度、精度 地质雷达( Ground Penetrating Radar, 简称GPR, 也称探地雷达) 是利用超高频(106Hz～109Hz)电磁脉冲波的反射探测地下目的体分布形态及特征的一种地球物理勘探方法。发射天线( T) 将信号送入地下，遇到地层界面或目的体反射后回到地面再由接收天线( R) 接收电磁波的反射信号，通过对电磁波反射信号的时域特征和振幅特征进行分析来了解地层或目的体特征(见图1)
图1 地质雷达反射探测原理图 根据波动理论，电磁波的波动方程为： P = │P│e-j（αx-αr）﹒e-βr（1）（1）式中第二个指数-βr是一个与时间无关的项，它表示电磁波在空间各点的场值随着离场源的距离增大而减小，β为吸收系数。式中第一个指数幂中αr表示电磁波传播时的相位项，α为相位系数，与电磁波传播速度V的关系为： V = ω/α（2）当电磁波的频率极高时，上式可简略为： V = c/ε1/2（3）式中c为电磁波在真空中的传播速度；ε为介质的相对介电常
探地雷达使用提纲 1、适用范围及适用条件 2、设计规范及收费标准 3、不同地质情况的雷达波形特征 1、适用范围及适用条件 1.1适用范围： 探地雷达法适用于基岩深度、水位深度、软土层厚度与深度，断裂构造等地质工程探查，城市路面塌陷、岩溶塌陷、土洞、滑坡面等地质灾害调查，地下水污染带监测，地基加固效果评价，路面、机场跑道、洞室衬砌检测，堤坝隐患，地下泄露，地下管线及其他埋设物探测，考古探查等。 1.2适用条件： （1）探测目的体与周边介质之间应存在明显介电常数差异，电性稳定，电磁波发射信号明显； （2）目的体在探测深度或距离范围内，其尺寸应满足探测分辨率的要求； （3）测线上天线经过的表面应相对平缓，无障碍，且易于天线移动； （4）测区内不应存在大范围金属构件、无线电发射频源等较强的电磁波干扰，或通过处理无法消除的干扰； （5）不应存在极低阻屏蔽层； （6）单孔或跨孔检测时不得有金属套管； 2地质雷达测线测点设计规范及收费标准 2.1测线测点设计规范 2.1.1工程物探应根据任务要求、探测方法、目的物的规模与埋深等因素综合确定工作比例尺，测网布置应与工作比例尺一致，测网密度应能保证异常的连续、完整和便于追踪； 2.1.2布置测线时，测线方向宜避开地形及其它干扰的影响，应垂直于或大角度相交于目的物或已知异常的走向，岩溶、采空区、防空洞等走向多变体的探测宜布设两组相互正交的测线； 2.1.3测线长度应保证异常的完整和具有足够的异常背景； 2.1.4探测范围内有已知点时，测线应通过或靠近该已知点的布设；
2.1.5点测时，测点布设位置、测量应满足资料解释推断的需要； 2.1.6工作比例尺确定后，宜参照表1选择测网密度。 表1 工作比例尺与测网密度 比例尺线距（m）点距（m）点测（点/km2）1∶25000 250 25－50 10－20 1∶10000 100 10－20 80－120 1∶5000 50 10－20 300－400 1∶2000 20 5－10 2000－2500 1∶1000 10 1－5 －－ 1∶500 5 0.5－2 －－ 2.2收费标准 地质雷达探测收费参见《工程勘察设计收费标准》第7章——工程物探，收费标准见表2 表2 地质雷达收费标准 地质雷达 工作方式工程勘探路面质量点测点20 （元/点）20（元/点） 连续km 13500（元/km）6300（元/km）探淤深度>10m，附加调整系数为1.3；不足4个组日按4个组日计
地下管线探测报告 编写: 检测： 审核： 批准： ****有限公司 二〇一九年七月十八日
地下管线探测报告 一、任务概况 1.1作业目的 为满足****工程施工需要，****有限公司于****有限公司年7月07日对该项目地下综合管线进行物探工作。 1.2测区概况 项目位于****市****有限公司区，物探位置参如图1.1所示。 图1.1工程场地地理位置图 二、管线探测 探测范围为以委托方指定的范围为界。 2.1管线的调查 管线的调查主要针对架空管线及明显管线点（包括接线箱、变压箱、变压器、消防栓、人孔井、阀门、窨井、仪表井等附属设施）进行。 ①明显管线点的各种数据均应直接打开井，用检验合格的钢尺量测，精
确到厘米。实际作业时按规程及甲方提供表格所列各类管线调查内容，参考各专业部门提供的资料，到实地调查核实，查清各类被调查管线的类型、管径、材质、埋深、起止、走向以及同类管线的连接关系，以便进行仪器探测。在调查量取时首先认真仔细量读，确保调查成果的准确性。其次，管线调查时应注意量取各类管线的偏距，即管道中心线至井盖中心的水平偏移距。 ②在实地调查中应邀请管线权属单位的管线管理人员、管线的规划、设计、施工人员和当地居民等熟悉管线情况的人员协助。 2.2地下管线探测原理 金属管线探测采用电磁感应原理。地下金属管线在发射机发出的电磁场的激励下产生感应电流，该感应电流又在管线的周围产生二次感应磁场，通过接收机接收该二次磁场来确定地下管线的位置与深度。 发射机现场工作有三种方式：第一种采用偶极电磁感应法，探测时将发射机的发射线圈垂直地放在地表，或水平放置于管线的正上方；第二种是采用直接感应法，探测时用夹钳夹住管线，发射机通过夹钳直接激发管线；第三种是采用充电法，直接将发射机的一极接在管线的一端，另一极接在待测管线的另一端或较远处的大地上，使发射电流直接流过被测管线。直接感应法和充电法应具备管线露头的条件，其中充电法只能用于给水、热力等管线外露且不带电的管线，多用于管线的追踪；偶极电磁感应法适用范围较广，既可应用于已知管线的追踪，也可以进行未知管线的普查。 接收机接收电磁场有两种方式：一种是采用垂直线圈接收，该接收方法在地下管线的正上方信号最大，离开管线信号逐渐减小，极大值点与半极大值点的水平距离x为管线中心线的埋深h，如图3.1所示。另一种是采用水平线圈接收，该接收方法在地下管线的正上方信号最小，在管线两侧各有一个
隧道隐伏岩溶探查方案 一、实施依据 1．《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设〔2008〕105号； 2．《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008； 3．《铁路工程地质勘察规范》 TB10012—2007； 4．《铁路工程不良地质勘察规程》 TB10027—2001； 5．《铁路工程特殊岩土勘察规程》 TB10038—2001； 6．《铁路工程地质钻探规程》 TB10014—1998； 7．《铁路工程物理勘探规程》 TB10013—2004； 8．《铁路工程水文地质勘察规程》 TB10049—2004； 9．其他现行的有关标准、规范、规程、规定等。 二、工作内容及原则 1.隧道施工空间狭窄，围岩存在不稳定性，各类施工机具设备活动频繁，隧道隐伏岩溶探查实施难度较大。因此，隧道开挖后的隧底及洞周隐伏岩溶探查应当根据具体情况采用适宜的方法。 2.对隧底及洞周开挖过程中揭露的大型岩溶工点，原则上有进出溶洞条件的须采用仪器进行跟踪探测，查明其空间形态与洞身的关系，测量精度应满足相关规范要求。 3.采用风枪对隧底及周边岩溶进行探查，是隐伏岩溶探查的最基本手段。 对风枪探查出的洞周异常及无法进入实测的洞周岩溶，原则上采用地质雷达法进一步探查，因地制宜布置测线，探查岩溶异常范围。 4.对隧底埋深较浅（埋深＜3m）的岩溶，需要增加钎探、风镐等手段进行探查。 5.对隧底隐伏较深（埋深≥3m）的岩溶，应采用钻探并结合物探查明岩溶空间形态。
探测隧底岩溶的物探方法主要有地质雷达法、直流电测深法（高密度电法）等。测线原则上沿隧道轴线、左右线中心及边墙脚等布置，开挖过程中分段探查。 6.各种探查方法须提交相应的探查说明（或报告）及相关图件。 7.大型岩溶工点需绘制相应的平面、地质纵横断面图并编写岩溶勘察报告（或说明）。 三、主要技术要求 1．隧底及洞周岩溶测量及素描 （1）工作要求 a.对隧底及洞周发现的溶蚀沟槽、溶洞（腔）、裂隙发育带、地下水发育段等进行测量，绘制洞壁、拱顶、隧底岩溶平、剖面图，比例尺原则上应采用1:50～1:500。 b.素描工作应在测量图件的基础上进行，并完成数码摄像。 c.岩溶暗河（泉）、涌突水点、涌突泥点的位置等应准确测量，水量、洪水期水位等应调查测量。 （2）资料整理要求 a.隧道洞底、拱顶岩溶发育平剖面图（比例尺1:50～1:500）； b.隧道洞壁岩溶发育平剖面图（比例尺1:50～1:500）； c.隧道岩溶洞穴（溶蚀沟槽）实测平、剖面及横断面图（比例尺1:50～1:500）； d.地下水流量等水文测量成果； e.岩溶涌、突水量等测量成果； f.数码影像成果等。 2．工程地质测绘 （1）工作要求 a.岩溶洞穴顶板节理、裂隙分布及充填、胶结程度，岩层产状，
浅谈岩溶及超前探测技术在岩溶隧道中的应用摘要：当隧道穿越可溶性岩层时，常遇到大小不等，部位不同、充填物及充填程度不同和含水量不等的溶洞。它们都给施工带来一定困难，有的甚至是灾难性的。如隧道底部充填深而充填很松软，隧道基底难于处理；有的溶洞岩质破碎，易坍；有时遇到大水囊或暗河，岩溶水或泥沙水大量涌入隧道，形成突水突泥，造成重大伤亡事故；有时遇到填满饱含水分的充填物的溶槽，掘进至边缘时，含水充填物不断涌入隧道，难以遏止，以至地表下沉，山体压力聚增，如大瑶山隧道竖井涌水；有的溶洞、暗河迂回交错，分支错综复杂，范围宽广，处理十分困难，甚至被迫改线等。 关键词：岩溶；超前探测；施工技术 abstract: when the tunnel through the soluble rock, often encountered in varying sizes, different parts of the filling and the filling degree and water content ranging from the cave. they gave the construction of certain difficulties, and some may even be disastrous. filling, such as the tunnel at the bottom of a deep and filled with very soft tunnel substrate is difficult to handle; some cave rock crushing, easy to collapse; sometimes encounter large bladders or underground river, karst water or sediment water influx of the tunnel, the formation of water inrush sudden mud, resulting in heavy casualties; sometimes encountered fill the melting of the
充水溶洞对隧洞施工的影响及岩溶的治理技术研究 岩溶探测技术的研究现状 岩溶的探那是解决岩洛隧道危害的前提条件，隧道拖工开挖工作面前方岩溶地震情况的探测是国内外工程地质和隧道工程界关注丽又没有得到很好解决的问题。 国外早在上世纪70 年代就开始进行地质超前预报工作了， 80 年代美国学者Benson 等就利用地质雷达对岩溶危害展开了预报。我国隧道地震超前颈报发震较晚，始于20 世纪90 年代，但髓着交通建设的飞速发震，地质超预报技术得到了快速的发展。 目前，国内外得到快速发展的岩珞隧道地震超前颈报技术有：地震雷达技术、TSP 技术、红外线技术、陆地声纳法、TRT 反射地震层析成像、HSP 技术、断 层参数预痴法预报搓道隧洞断层技术、电磁导弹技术、地震反射负视速度法、超 前钻探、掌子面编录颈据法、数码成像和声援CT、不良地震剪兆预测法等[15] 。 邓居智、莫撼[16](2001)等利属探地雷达对芜湖一宣域高速公路的路基塌陆地 段进行了勘察，通过对雷达图像的邦释，充分了解该路段范围内岩溶以及岩体中 袭嚣的发言情况。对其中南处进行了钻探验证，其雷达判释结果与钻探验证的结 果非常吻合。 叶英(l巧。006)通过对大量岩溶隧道超前地震预报资料以及实测地质资料进 行总结分斩，并综合利用数值模报、室内实验以及现场试验等多种研究手段，深 入研究了E 普岩溶地区各类越道地震超前颈摄的方法，指出了各类方法的现状、 局跟性和发展趋势并给出了改进方法，提出了岩溶越道在施工过程中的地质灾害 预案机制，发黑了整套的岩溶颈报理论方法体系。 王mL[18] (2008) 以渝湘高速公路霆嘴岩隧道为对象，阐述了培震波反射法的 基本原理，并结合工程实例利用该方法对岩洛地区隧道超前琵报进仔验证。 徐贵辉[19) (2010) 系统离述了地震波法CTSP) 和探地雷达法CGPR) 的理 论基础、基本原理、观测方式和资料解泽方法，并分析比较这两种方法的住缺点， 提出岩溶环境下基于该两种方法的综合地盾超苗预报方法，在工程中经过实际应 用后证明综合地震超前预报方法能够很好的提高岩搭地区超前地质预报的准确 率 岩溶区隧道〈涓〉匾岩稳定性的研究现状 以前在岩洛区域修建隧道〈洞)时主要采用工程类比法和结鉴己有的成功经 验，并结合理场监控量蜒的反馍信息来评赞图岩的稳定性和指导施工，而针对于 岩洛这种不良工程地质(岩溶揭穴、岩溶东及松散堆积物〉对路道〈洞〉的稳定 性影嘀的研究梧对较少。随着公路、铁路以及水利工程的大力发展，岩溶区隧道 〈洞〉工程的建设越来越多，而现有的一些理论和经验己不能满足岩溶区隧道 〈濡〉的设计及施工的需要。因此，溶润对隧道(洞〉影响特盔的研究越来越得 到人有]关注。近年来己有一些学者对岩洛区隧道(渭〉展开了研究，大多数是针 对公路铁路隧道，主要集中在对隧道漏水量的预测、突泥涌水等岩溶灾害等方面 以及不同分布的洛润对隧道洞用匿岩稳定性的影响，对岩溶区的东工搓祠研究还 不够成熟。 任美得、刘振中附(1983)认为，岩窑对隧道工程的危害主要表现为隧道突然 濡水:隧道遇地下羁穴时的悬空:越道硕部溶洞充填物的塌陆以及隧道基底溺穴 ]莫扳塌陷等问题。 汪从锦[21J (1 990 以鲁布革水电站为依托工程，认为水利水电工程建设中，
第二讲国内外地质雷达技术发展状况（历史与现状） 探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初，1904年，德国人Hulsmeyer首次将电磁波信号应用与地下金属体的探测。1910年Leimback和Lowy以专利形式在1910年的专利，他们用埋设在一组钻孔里的偶极子天线探测地下相对高的导电性质的区域，并正式提出了探地雷达的概念。1926年Hulsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，指出只要介电常数发生变化就会在交界面会产生电磁波反射，而且该方法易于实现，优于地震方法[1,2]。但由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，使得探地雷达技术和应用受到了很多的限制，初期的探测仅限于对波吸收很弱的冰层厚度（1951，B.O.Steenson，1963，S.Evans）和岩石和煤矿的调查（J.C.Cook）等。随着电子技术的发展，直到70探地雷达技术才重新得到人们的重视，同时美国阿波罗月球表面探测实验的需要，更加速了对探地雷达技术的发展，其发展过程大体可分为三个阶段： 第一阶段，称为试验阶段，从20世纪70年代初期到70年代中期，在此期间美国，日本、加拿大等国都在大力研究，英国、德国也相继发表了论文和研究报告，首家生产和销售商用GPR的公司问世，即Rex Morey和Art Drake成立的美国地球物理测量系统公司（GSSI），日本电器设备大学也研制出小功率的基带脉冲雷达系统。此期间探地雷达的进展主要表现在，人们对地表附近偶极天线的辐射场以及电磁波与各种地质材料相互作用的关系有了深刻的认识，但这些设备的探测精度、地下杂乱回波中目标体的识别、分别率等方面依然存在许多问题。 第二阶段，也称为实用化阶段，从20世纪70年代中后其到80年代，在次期间技术不段发展，美国、日本、加拿大等国相继推出定型的探地雷达系统，在国际市场，主要有美国的地球物理探测设备公司（GSSI）的SIR系统，日本应用地质株式社会（OYO）的YL－R2地质雷达，英国的煤气公司的GP管道公司雷达，在70年代末，加拿大A－Cube公司的Annan和Davis等人于1998年创建了探头及软件公司（SSI），针对SIR系统的局限性以及野外实际探测的具体要求，在系统结构和探测方式上做了重大的改进，大胆采用了微型计算机控制、数字信号处理以及光缆传输高新技术，发展成了EKKO Ground Penetrating Radar 系列产品，简称EKKO GPR系列。瑞典地质公司（SGAB）也生产出RAMAC 钻孔雷达系统，此外，英国ERA公司、SPPSCAN公司，意大利IDS公司、瑞典及丹麦也都在生产和研制各种不同型号的雷达。80年代全数字化的GPR问世，具有划时代的意义，数字化GPR不仅提供了大量数据存储的解决方案，增强了实时和现场数据处理的能力，为数据的深层次后处理带来方便，更重要的是GPR 因此显露出更大的潜力，应用领域得以向纵身拓展。 第三阶段，从上个世纪80年代至今，可称为完善和提高阶段。在此期间，GPR技术突飞猛进，更多的国家开始关注探地雷达技术，出现了很多探地雷达的研究机构，如荷兰的应用科学研究组织和代尔夫大学，法国_德国的Saint-Louis 研究所（ISL），英国的DERA，瑞典的FOA，娜威科技大学和地质研究所，比利时的RMA，南非的开普敦大学，澳大利亚昆士兰大学，美国的林肯实验室和Lawrence Livermore国家实验室以及日本的一些研究机构等等。同时，探地雷达也得到了地球物理和电子工程界的更多关注，对天线的改进、信号的处理、地下目标的成像等方面提出了许多新的见解。GSSI公司在商业上取得了极大的成功，
雷达检测施工细则 为保证本项目部在本次雷达检测过程中能够及时准确地完成任务，我检测组特针对雷达检测施工工作做出以下细则，本细则自即日期开始实施，要求全部检测人员认真、严格执行。 一、前期准备工作 （一）雷达检测组技术负责人制定雷达检测工作进度表，下发全体技术人员，要求技术人员按此进度表制定详细工作计划，以便于雷达检测组能及时地向施工方提前发出雷达检测通知，便于施工单位提前做好雷达检测的必要准备工作，以保证施工单位调整施工进度，且利于我方及时、高效地完成雷达检测工作。（二）雷达检测组技术负责人要根据检测目的计算好仪器的参数设置，以保证能在现场采集到全面、高效的数据记录；布线方式可根据掌子面地质情况及施工条件，现场设计合理的采集测线。 （三）雷达检测组技术负责人在出发前进行仪器的全面检查，避免由人为因素造成工地采集过程中出现采集中断。 二、现场采集工作 （一）雷达采集过程中要求有至少两名专业技术人员在场，以保证仪器操作、天线布设及仪器采集过程中的维护工作，同时在采集过程中要做好仪器的保护工作，防止人为或落石等造成仪器的损坏情况发生。 （二）雷达检测数据采集现场保证至少一人为专业地质描述人员，按要求做好掌子面及周边围岩的描述。 三、雷达检测组描述人员管理 （一）雷达检测组描述人员做好现场记录，为能准确记录现场地质情况，要求描述人员带必要的工具（地质锤、罗盘、放大镜、皮尺、花杆）。 （二）描述人员要对周边围岩进行详细的描述，对于大于25cm的裂隙或节理一定要进行详细描述（包括长度、走向、宽度、数量），对其可能的延伸方向要进行三维推断描述。要求描述信息准确，有效，并在野外做出描述草图，以备后期的资料整理与存档。 （三）雷达检测描述人员要对记录进行全面记载，包括： 1、断面号，要求为简单易记，能反映断面所处隧道的准确位置。 2、里程号，要求精确到0.1m （如XX检测的位置为K66+000.3）。 3、面积，要求有整体的把握，并对其做出准备合理的描述，包括影响深度、范围、影响消失边界。 （四）雷达检测描述人员也要准确记录已支护拱顶及周边变形及渗水情况，做好野外描述，要求描述语言要严格按规范中语言对地质情况进行客观描述，对有疑义处必须进行必要的咨询，对确难定义处要求争取多人意见，最终得出结论，并做好记录。 （五）雷达检测采集人员在现场采集过程中要及时做好雷达记录与现场地质情况的对比，以便于为后期的资料处理过程中提供参考。 （六）雷达检测采集人员要做好现场的班报记录（包括检测位置、文件名、仪器
. . . . 隧道衬砌质量地质雷达无损检测技术 1 前言 1.1工艺概况 铁路隧道衬砌是隐蔽工程，用传统的目测或钻孔对其质量进行检测有较大的局限性；应用物理勘探的方法对隧道衬砌混凝土进行无损检测，可取得快速、安全、可靠的效果。 1.2工艺原理 电磁反射波法（地质雷达）由主机、天线和配套软件等几部分组成。根据电磁波在有耗介质中的传播特性，当发射天线向被测介质发射高频脉冲电磁波时，电磁波遇到不均匀体(接口)时会反射一部分电磁波，其反射系数主要取决于被测介质的介电常数，雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理，达到探测识别目标物体的目的(图1)。 图1 地质雷达基本原理示意图 电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT，即可据下式算出异常介质的埋藏深度H： H V T =??2(1)
式中，V 是电磁波在介质中的传播速度，其大小由下式表示： V C =ε (2) 式中，C 是电磁波在大气中的传播速度，约为3.0×108m/s ； ε为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同。 雷达波反射信号的振幅与反射系统成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数可表示为： 212 1εεεε+-=r (3) 反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越大，反射信号越强。 雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。电导率越高，穿透深度越小；频率越高，穿透深度越小。 2 工艺特点 电磁反射波法（地质雷达）能够预测隧道施工中衬砌的各种质量问题，分辨率高，精度高，探测深度一般在0.5m ～2.0m 左右。利用高频电磁脉冲波的反射，中心工作频率400MHz/900 MHz/1500 MHz ； 采用宽带短脉冲和高采样率，分辨率较高； 采用可调程序高次迭加和多波处理等信号恢复技术，大大改善了信噪比和图像显示性能。 （1）操作简单，对工作环境要求不高； （2）对衬砌隐蔽工程质量问题性质判断一般精度较高，分辨率可达到2～5cm ，检测的深度、结构尺寸以及里程偏差或误差小于10%，缺陷类型识别准确度达95%以上； （3）通过专业的RADAN 6.0分析软件，专业的技术人员可以迅速的完成数据处理等。 3 适用范围 地质雷达有其适用范围和适用条件，目标体与周围介质是否存在足够的电性
第1题 由于松散体内部充填不同性状的土体排列无规律，因此松散体内部在雷达图像上表现为杂乱的，随深度的增加，电磁波逐渐 A.强反射波，增大 B.强反射波，衰减 C.弱反射波，增大 D.弱反射波，衰减 答案:B 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第2题 空洞内部会形成明显的多次反射波组，形态大致为一倒悬（） A.双曲线 B.抛物线 C.折线 D.圆曲线 答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第3题 数据处理的一般流程为: 原始数据的编辑- > 滤波- >设定时间零点- >频谱分析- >（）- >属性分析、剖面叠加等- >增益- >速度求取- >高程修正- >剖面输出 A.增益 B.滤波 C.去噪 D.时窗选取 答案:B 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第4题 反射系数的大小主要取决于反射界面两侧介质介电常数的差异, 差
异越大反射信号（）, 反之反射信号（） A.越强，越差 B.越强，越好 C.越弱，越差 D.越弱，越好 答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第5题 地质雷达法是一种采用（）电磁波信号检测地下介质分布的方法 A.宽脉冲宽带高频 B.窄脉冲宽带高频 C.宽脉冲宽带低频 D.窄脉冲宽带低频 答案:B 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第6题 遇到不同的介质或介质中裂隙或孔隙发育程度不同时, 电磁波的反射系数、衰减系数、以及（）是不一样的 A.传播速度 B.旅行时间 C.反射波频率 D.反射波振幅 答案:C 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第7题 现阶段，地质雷达探测技术可以检测道路路面以下（）米范围内的空洞、疏松等路基缺陷，确定道路缺陷的位置、大小及埋深 A.4 B.5
密级: 合同编号:科研(2005-7)号中铁二十四局福建铁路建设有限公司科研 项目合同 项目名称:应用地质雷达法检测混凝土结构物强度及缺陷位置 的试验研究 负责单位:福州铁建工程质量检测有限公司 课题负责人:王兴照 起止年限:2005年1月至2005年12月 中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司 2005年9月10日
一、项目简要说明： 通过本项目研究，找出相对介电常数（ε）和电磁波的传播时间（ΔT）与混凝土强度（R）的相关关系，利用不同介质的物性差异所引起波的反射来判定被测目标情况，进行混凝土强度及缺陷位置的判定。 二、主要研究内容及技术关键： 1、找出相对介电常数（ε）和电磁波的传播时间（ΔT）与混凝土强度（R）的相关关系； 2、找出相对介电常数（ε）和电磁波的传播时间（ΔT）与混凝土缺陷位置（H）之间的相关关系，即H=f（ε，ΔT）； 3、混凝土结构物缺陷的定性判识。 三、达到的目标、技术经济指标和成果形成： 1、通过本项目研究，研究在一般测试环境中，地质雷达法测评混凝土强度等级范围的方法。 2、通过本项目研究，研究在不同条件下，寻找相对介电常数ε和电磁波的传播时间ΔT 及缺陷厚度H之间的关系规律。 3、通过模拟试验，研究不同预埋物及缺陷在地质雷达图像中判识。 4、形成《地质雷达检测混凝土结构物作业指导书》一份（用于指导操作人员），编制《地质雷达检测混凝土结构物方法介绍》一份（用于科普介绍和技术交流）。 成立QC小组，组织技术攻关，形成地质雷达检测混凝土结构物的攻关QC成果一份，参加公司QC成果发布。总结形成科技论文一篇。 四、采用的研究和试验方法：