如何提高岩溶隧道地质雷达预报准确性

第18卷第9期中国水运Vol.18No.92018年9月China Water Transport September 2018收稿日期：2018-03-03作者简介：池昌峰（1992-），男，福建连城人，贵州大学资源与环境工程学院在读硕士研究生，主要从事探地雷达应用及数据处理方面的研究。

通讯作者：陈筠（1970-），女，贵州贵阳人，硕士，贵州理工学院交通工程学院，副教授，主要从事区域稳定与岩体稳定、岩溶工程地质、边坡工程等方面的研究。

基金项目：贵州省国土资源厅重大专项（992011010003）；贵州省水利厅科技专项经费项目资助（任务书编号：KT201804）。

地质雷达在岩溶隧道超前地质预报中的应用池昌峰1，陈筠2，梁风1，施鹏超1，邬忠虎3（1．贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳550025；2．贵州理工学院交通工程学院，贵州贵阳550003；3．贵州大学土木工程学院，贵州贵阳550025）摘要：隧道在施工过程中常常面临各种不良地质现象的威胁，如不能及时发现将可能造成重大的人员和财产损失，所以超前地质预报是隧道施工中一个十分重要的环节。

地质雷达是分辨率较高的一种物探仪器，具有成本低、效率高等特点，在超前地质预报中得到了广泛的应用，其对于掌子面前方的溶洞具有一定的识别能力。

黔大高速东清段位于贵州省毕节市，其土老冲隧道和保罗山隧道的隧址区的不良地质现象为岩溶，属于典型的岩溶隧道。

通过对实际预报案例的研究，分析了岩溶裂隙和溶洞的雷达波形特征，以期对今后该区域的类似工程提供参考和借鉴，提高地质雷达图像解译的精度。

关键词：地质雷达；超前地质预报；岩溶隧道中图分类号：TD163文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）09-0185-03引言贵州省是中国主要的喀斯特地貌分布区，碳酸盐类岩石的出露面积占全省岩石出露面积的70%以上，地表岩溶形态和地下岩溶形态都十分发育[1]。

贵州省近年来大力修建高速公路，成为了中国西部第一个实现“县县通高速”的省份，大量的高速隧道穿过碳酸盐岩地层。

基于综合物探技术超前预报岩溶溶洞施工方法-综合物探技术超前预报溶洞施工工法基于综合物探技术超前预报岩溶溶洞施工方法-综合物探技术超前预报溶洞施工工法一、前言岩溶溶洞施工工程施工难度大，因此需要一种能够提前预测溶洞分布、形态和性质的方法，以指导施工工艺的制定和实施。

本文将介绍一种基于综合物探技术的超前预报岩溶溶洞施工方法，该方法采用综合物探技术，结合实际工程数据，能够准确预测溶洞的位置和形态，为施工提供指导，提高施工的效率和安全性。

二、工法特点1. 采用综合物探技术，包括地质雷达、电磁波成像和声波综合探测等，能够全面、准确地勘察溶洞的位置和形态。

2. 通过对综合物探技术的综合分析和解释，能够确定溶洞的性质和稳定性，为施工工艺的制定提供依据。

3. 施工过程中，根据综合物探技术的预测结果，采取相应的技术措施，如加强支护、排水和补强等，确保施工的顺利进行。

三、适应范围本工法适用于岩溶地区的溶洞施工工程，包括地下水库、地下隧道和地下储气库等。

四、工艺原理本工法通过综合物探技术的应用，对施工工法与实际工程之间的联系进行分析和解释。

首先，采用地质雷达和电磁波成像技术对地下溶洞进行探测，得到溶洞的位置和形态。

然后，通过声波综合探测技术对溶洞的性质和稳定性进行分析，确定适合的施工工艺和技术措施。

五、施工工艺1. 前期准备：根据综合物探技术的预测结果，确定施工的位置和范围，制定工程施工方案，包括支护、排水和补强等。

2. 支护施工：根据溶洞的位置和形态，采用不同的支护方式，如隔离帷幕、注浆和加固等，确保施工的安全性和稳定性。

3. 排水施工：根据溶洞的情况，采用合适的排水技术，如抽水泵和排水管道等，保证施工现场的干燥和安全。

4. 补强施工：根据溶洞的性质和稳定性，采用合适的补强措施，如加固灌浆和预应力锚杆等，提高施工的可靠性和耐久性。

5. 后期清理：清理施工现场，并进行施工质量检查和验收，确保施工达到设计要求。

六、劳动组织根据施工工艺的要求，合理组织施工队伍，包括施工人员、技术人员和监理人员等，确保施工的顺利进行。

隧道超前地质预报方法
隧道超前地质预报方法是一种通过地质勘探和预测技术来预测隧道施工中可能遇到的地质条件，从而提前采取相应的措施来降低风险和成本。

这些方法包括：
1.地质勘察：通过地质调查、地质钻探等手段，获取隧道施工区域的地质资料，了解地层结构、岩石类型、地下水情况等信息，以及可能存在的地质灾害隐患。

2.地质预测技术：利用地球物理勘探、遥感技术、地质雷达等先进技术手段，对隧道施工区域进行地质预测，预测可能遇到的地质问题和隐患。

3.数值模拟和风险评估：通过数值模拟和风险评估技术，对隧道施工中可能遇到的地质条件进行量化分析，评估可能的影响和风险程度。

4.监测预警系统：建立地质监测预警系统，对隧道施工过程中的地质情况进行实时监测和预警，及时发现和应对地质灾害隐患。

通过以上方法，可以提前预测和控制隧道施工中的地质风险，为工程施工提供科学依据，降低工程风险和成本。

浅谈地质雷达在岩溶隧道超前地质预报中的运用蒋帅男（1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059）摘要：近年来，随着我国交通事业的迅猛发展和西部大开发战略的实施,在岩溶地区修筑的隧道越来越多，而在岩溶地区隧道施工中，对掌子面前方一定范围的地质情况进行准确超前预报却是保证隧道施工安全的关键。

本文以中坝隧道为例,通过对拟掘进段隧道勘察资料及工程地质条件的解读、隧道掌子面地质编录情况的判别和解译结果的综合分析，预判拟掘进段存在溶腔，并通过超前钻孔揭示验证，得以及时采取有效措施，确保了生命及生产安全，表明在岩溶地区采用地质雷达进行超前地质预报是可行的。

关键词：隧道；超前地质预报；地质雷达；岩溶；1 前言由于地面水和地下水的溶蚀作用，在碳酸盐岩地区发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态，给工程建设带来一定的复杂性，每年都因不同程度的岩溶危害而造成巨大的经济损失和危及人身安全，而随着我国交通事业的迅猛发展和西部大开发战略的实施,在岩溶地区修筑的隧道越来越多，因此在岩溶地区隧道施工中，对掌子面前方一定范围的地质情况进行准确超前预报是保证隧道施工安全的关键。

超前地质预报方法用来准确预测隧道开挖工作面前方工程地质状况，可以减少施工的盲目性。

采用科学的、先进的隧道超前隧道岩溶超前预报的手段有很多种，比如TSP、超前地质钻孔和地质雷达等。

而地质雷达探测具有分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示、处理速度快等优点，近年来在国内外岩溶预报上，比较受亲睐[1]。

本文以中坝隧道为例,具体阐述了地质雷达的基本工作原理及其在岩溶隧道超前地质预报中的测试方法,并针对岩溶预报雷达图像进行了具体的解译。

最后通过对拟掘进段隧道勘察资料及工程地质条件的解读、隧道掌子面地质编录情况的判别和解译结果的综合分析[2]，预判拟掘进段存在溶腔，并通过超前钻孔验证预判的准确性，得以及时采取有效措施，确保了生命及生产安全，实例表明在岩溶地区采用地质雷达进行超前地质预报是可行的。

隧道超前地质预报方法隧道超前地质预报是一种通过某种方法，在施工前预测和评估隧道施工过程中可能遇到的地质问题和风险的技术。

它对隧道施工的安全和效率起着至关重要的作用。

本文将介绍一些常用的隧道超前地质预报方法。

1. 阶段性地质调查方法：在隧道施工前，进行阶段性的地质调查，包括采取地质勘探、钻孔、取样等手段获取地质数据，通过对地层的分析和解释，预测可能遇到的地质问题和风险。

这种方法的优点是相对简单易行，可以提供较为准确的地质信息，但是由于只在施工前进行调查，可能对一些时间变化较大的地质问题预测不准确。

2. 无人机航测方法：利用无人机进行航测，获取隧道施工区域的高分辨率影像和三维数据，通过对这些数据的分析和处理，可以初步判断隧道的地质情况，并预测可能出现的地质问题。

这种方法的优点是成本相对较低，覆盖范围广，可以快速获取地质信息，但是由于分辨率有限，可能无法准确预测细微的地质问题。

3. 地质雷达方法：地质雷达是一种利用地质物理方法来探测地下结构和地质体的设备。

通过对隧道施工区域进行地质雷达勘探，可以获取地下结构的信息，识别隧道施工过程中可能遇到的地质问题，如断层、裂隙、溶洞等。

这种方法的优点是能够提供较为准确和详细的地质信息，可以实时监测地下结构的变化，但是设备昂贵，需要专业技术人员操作。

4. 地质参数反演方法：通过对隧道施工区域进行地震波、电磁波等探测，采集地质参数的信息，然后利用逆推算法进行计算和分析，预测可能遇到的地质问题。

这种方法的优点是能够提供较为准确的地质参数，可以实时监测地下结构的变化，但是设备昂贵，需要专业技术人员操作。

5. 数值模拟方法：利用数值模拟软件对隧道施工过程进行模拟和预测，通过对地下结构和地质条件的建模，可以模拟施工过程中可能遇到的地质问题和风险，如地层塌陷、岩爆等。

这种方法的优点是可以模拟多种地质情况，提供全面的地质信息，但是需要较强的计算能力和专业的技术支持。

总之，隧道超前地质预报方法是一项复杂而关键的技术，需要综合运用多种方法和手段，才能提供准确和可靠的地质预报结果。

提高地质测量精度方法地质测量是研究地球物理学和地质学的基础，其精度对于地质调查、勘探和工程建设至关重要。

然而，地质测量存在一些误差因素，如测量仪器的精度、环境条件、人为操作等。

因此，提高地质测量精度方法具有重要的研究价值和实际应用意义。

以下是一些提高地质测量精度的方法：1.测量仪器的选择和校准：选择适合目标的测量仪器，并进行校准以提高测量精度。

校准过程中应注意校准源的精确度，并对仪器进行定期校准，确保准确性和可靠性。

2.对环境条件进行准确的评估和控制：环境条件如大气压力、温度、湿度等可以对地质测量精度产生影响。

因此，在测量前应对环境条件进行准确评估，并在测量过程中进行相应的控制。

3.引入自动化和数字化技术：自动化和数字化技术能够实现测量过程的自动化、准确性和可重复性。

例如，使用全站仪、全球定位系统（GPS）等高精度测量设备，可以提高测量的准确性和效率。

4.合理设置测量参数：在地质测量中，参数设置对测量结果的精度有很大影响。

合理设置测量参数，如采样点密度、测量时间和采用精确的测量方法等，能够提高地质测量的准确性。

5.重复测量和数据处理：重复测量是评估测量精度的有效方法之一、通过对同一目标进行多次测量并对结果进行处理和比较，可以得到更准确的测量结果。

6.加强人员培训和技能提升：地质测量需要专业的技术和操作技能。

加强人员培训和技能提升，提高测量人员的操作技巧和经验，可以提高地质测量的准确性。

7.使用辅助工具和技术：辅助工具和技术可以提高地质测量精度。

例如，引入地理信息系统（GIS）和遥感技术，可以进行空间数据分析和图像处理，提高地质测量的精度和效率。

8.混合测量方法的应用：综合应用多种测量方法，如地形测量、地质测量和地球物理测量等，可以提高地质测量的准确性。

不同测量方法之间的相互验证和校正可以更好地揭示地质现象和工程问题。

总之，提高地质测量精度是地质科学和工程应用的关键工作之一、通过选择适当的测量仪器、环境条件的评估和控制、引入自动化和数字化技术、合理设置测量参数以及使用辅助工具和技术等方法，可以提高地质测量的精度和准确性，为地质调查、勘探和工程建设提供可靠的数据基础。

隧道超前地质预报实施方案1. 简介隧道工程建设是一项复杂的工程，需要面对各种复杂的地质条件。

在隧道施工过程中，地质灾害往往是一个严重的问题，会对工程造成不可估量的影响。

为了解决这个问题，隧道超前地质预报成为一个必不可少的工程措施。

2. 预报技术选择隧道工程中常用的地质预报技术有： - 地质勘探：通过地质勘探手段获取地质信息，包括地质构造、地层岩性、断层情况等。

- 钻孔探测：通过地质钻孔采样和取芯，获取地质岩石的物理力学性质参数。

- 地质雷达：利用地质雷达探测地下的岩层和水位，获取地下地质信息。

- 地下水位监测：通过设置地下水位监测点，实时监测地下水位的变化。

- 监测仪器：设置各类地质监测仪器，如振动仪、位移计等，实时监测地下岩体的变化情况。

3. 预报方案实施步骤步骤一：地质勘探在隧道工程施工前，进行详细的地质勘探，包括地质构造、地层岩性、断层情况等方面的调查。

其中，地层岩性的勘探可以通过地质钻探和取芯的方式来获取。

步骤二：钻孔探测在勘探完成后，根据实际情况选取适当地点进行钻孔探测。

通过钻孔探测，获取地下岩石物理力学性质参数，并分析地下岩层的稳定性。

步骤三：地质雷达探测根据已有的地质信息，选取适当地点进行地质雷达探测。

地质雷达可以探测地下的岩层和水位，获取地下地质信息。

步骤四：地下水位监测通过设置地下水位监测点，实时监测地下水位的变化。

地下水位的变化会对隧道工程产生很大的影响，因此地下水位的监测非常重要。

步骤五：安装监测仪器根据已有的地质信息和监测需求，设置各类地质监测仪器，如振动仪、位移计等，实时监测地下岩体的变化情况。

监测数据可以帮助工程师及时了解地下岩体的变化情况，做出相应的调整和决策。

4. 数据分析与评估通过以上的地质勘探和监测工作，获取到大量的数据。

这些数据需要进行统计分析和评估，以确定地质灾害的风险等级，并提出相应的防范措施。

5. 问题处理与反馈在实施过程中，可能会出现一些问题，如地下水位变化、地质构造异常等。

地质雷达在隧道工程质量检测中的应用一、地质雷达原理地质雷达是利用电磁波在地下介质中的传播特性来探测地下结构和物质的一种无损探测技术。

它通过发射高频的电磁波信号，当信号遇到不同的地质界面或物质时，会产生反射、折射等现象，通过接收这些反射、折射信号来获取地下结构的信息。

地质雷达可以检测地下几十米到几百米深的介质结构，对地下结构有很好的成像效果。

二、地质雷达在隧道工程勘察中的应用1. 地层结构探测在隧道工程勘察中，需要对隧道穿越的地层结构进行详细的了解，包括地下岩层、断层、脆弱带等信息。

通过地质雷达技术，可以在不用开挖的情况下，对地下的地层结构进行探测和成像，为隧道的设计和施工提供详细的地质信息，避免因地质情况不明导致的施工事故和质量问题。

2. 隧道地质体的评价地质雷达可以对隧道地质体的质量进行评价，包括地层的连贯性、断层的位置和规模、脆弱带的分布等。

这些信息对于隧道的设计和施工来说十分重要，可以帮助工程师更好地选择合适的施工方法和方案，保障隧道工程的质量和安全。

3. 隧道施工质量监测4. 隧道质量验收隧道工程完工后，需要进行质量验收。

地质雷达可以对已建成的隧道进行检测，评估隧道的地质结构和质量，对比设计要求，确定隧道的质量是否符合要求。

对于一些特殊地质条件下的隧道，地质雷达可以为验收提供客观、准确的依据。

1. 某高铁隧道工程某高铁隧道工程的隧道部分穿越了一处复杂的地质构造，地层结构比较复杂，存在一些脆弱带和岩溶情况。

为了保证隧道的施工质量和安全，地质雷达被引入到了隧道的勘察和施工监测中。

通过地质雷达扫描，工程师们了解了地下地质的详细情况，对施工方案进行了调整和优化，最终保证了隧道的顺利开挖和质量验收。

某地铁隧道的施工过程中，由于地下地质情况的复杂性，出现了一些质量问题。

在施工中引入了地质雷达进行施工监测，对隧道的地质情况进行了实时的监测和指导，帮助施工人员及时发现和处理地质问题，避免了一些隧道质量问题的发生。

地质雷达在复杂岩溶长大铁路隧道地质超前预报中的应用[摘要] 随着交通和能源建设投资力度的加大，近年来，每年修建的公路和铁路隧道达数百公里，大量的水工隧洞和大型地下厂房及其它大型地下工程在修建。

地下工程是施工高风险的工程，施工中充满了未知数，许多已知的、不清楚的、未知的地质灾害在等待工程建设者们。

近几年，一些正在施工的隧道，特别是长大铁路隧道，施工时穿过软弱破碎带、岩溶区，或煤与瓦斯突出的危险区域，若事先未探清往往造成塌方、涌水或煤与瓦斯突出等事故，影响安全生产。

在地面工程地质勘探中，要求实施大面积、高密度精查勘探，这对地质探测手段提出了高要求。

实践证明，应用地质雷达进行探测，简便快捷，机动灵活，能较好准确地提供资料，取得较好效果。

实际工程应用过程中，复杂的岩溶通过地质雷达预报的准确性受到相关单位欢迎，值得研究及推广。

[关键字] 地质雷达铁路隧道超前预报1 地质雷达基本原理地质雷达（Ground Penetrating Radar简称GPR）是一种高科技的地球物理探测仪器，目前已广泛应用于高速公路，机场的路面质量检测；隧道，桥梁，水库大坝检测；地下管线，地下建筑的检测等诸多的工程领域。

地质雷达由发射和接收两部分组成，利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接受来自地下介质界面的反射波。

发射部分由产生高频脉冲波的发射机和向外辐射电磁波的天线（Tx）组成。

通过发射天线电磁波以60°～90°的波束角向地下发射电磁波，电磁波在传播途中遇到电性分界面产生反射。

反射波被设置在某一固定位置的接收天线（Rx）接收，与此同时接收天线还接收到沿岩层表层传播的直达波，反射波和直达波同时被接收机记录或在终端将两种显示出来。

电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。

因此，根据接收到波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形资料，可推断地下介质的分布情况。

下图1是地质雷达探测原理及工作方法。

地质雷达方法在隧道超前地质预报中的运用摘要：地质雷达是一种探测地下深层构造的探测设备，目前主要应用于建筑、水利、考古、航空、采矿、电力等工程建设过程中，在检测这些工程建设质量过程中起到了重要的作用，但地质雷达方法也存在一些技术上的问题，比如无法获得完美的扫描图像、预报的结果不准确等，在隧道开挖前，尤其是地质复杂的隧道开挖前，很容易出现溶洞、地下暗河等不良的地质条件，探测前方的地质条件至关重要，不仅可以预防突发地质灾害给施工的安全带来威胁，还能保证正常工期。

本文将主要研究地质雷达方法在隧道超前地质预报中的运用。

关键词：地质雷达方法；隧道；超前地质预报引言基础设施建设是近年来我国大力支持、重视的工程项目，随着我国交通体系的逐渐完善，公路、铁路等的建设数量也逐年增长，在建设这些工程项目过程中，必然会存在很多隧道工程的建设，隧道前期的地质、地表勘察是隧道工程开挖设计的重要基础，可以有效的指导隧道施工的开展，隧道超前地质预报对保证隧道安全施工具有重要的作用，开展隧道超前地质预报的方法包括地震TSP预报法、地质雷达法等多种方法，需要根据隧道开挖的现场实际地质条件等出发，选择合适的预报方法，地质雷达法作为其中主要的探测方法，有着较高的探测效率、对施工的干扰较小、安全等优势，但也有着预报距离较短等缺点，为了保证隧道超前地质预报的准确性，要充分的对其参数设置、图像判读等进行研究。

一、地质雷达法（一）内涵地质雷达法是在隧道开挖前，利用发射装置向相应的区域发射电磁波，电磁波在前方岩体中进行传播、反射，检测设备对反射回来的电磁波波形进行检测，再根据传播的速度、反射脉冲波走势对隧道超前地质预报进行探测。

地质雷达法一般是应用在岩溶、断层破碎带、软弱夹层等地质条件不均匀地区的探测方式。

（二）应用要求利用地质雷达法进行隧道超前地质预报时，首先需要保证检测的地质地与周边的介质存在一定的介电常数差异，能够反射不明显的电磁波信号；其次检测的地质地具有一定的规模，可以被探测，而且地质雷达法不能对极高电导屏蔽层进行检测；最后地质雷达法所使用的探测仪器的指标要符合规定，包括：系统增益要高于等于150dB、信噪比高于60dB、采样间隔低于等于0.5ns、模数转换器高于等于16位等，还要保证探测仪器具有叠加信号、实时滤波、点测和连续策略等功能[1]。

岩溶地区隧道超前预报方法及在工程中的应用发布时间：2021-04-08T12:40:28.553Z 来源：《建筑实践》2020年36期作者：高永禄[导读] 隧道施工穿越岩溶地区时经常会发生塌方、突水突泥等地质灾害高永禄云南工商学院，云南昆明 651701摘要：隧道施工穿越岩溶地区时经常会发生塌方、突水突泥等地质灾害，不良地质体规模和位置的准确预报和相应预防措施的采取是避免地质灾害发生的最有效办法。

扎实的地质知识对于判断隧道前方不良地质体有着非常重要的作用。

针对常见的地下岩溶总结了各自的形成条件和特征，以及隧道从其不同部位通过时会发生的地质灾害，通过现场实例进行了验证。

研究旨在加强对地下岩溶的认识，提高超前地质预报的精度，给预防措施提供指导性的意见，最大程度地降低地质灾害的发生。

关键词：岩溶地区；隧道工程；超前预报；不良地质体1 前言隧道施工中经常会发生塌方、突水突泥等地质灾害，不仅影响了施工工期，更主要是造成大量的财产损失和人员的伤亡。

所以如何有效的预防地质灾害的发生，是目前隧道施工必须要解决的问题。

目前，最有效的办法就是利用超前地质预报方法准确探明前方不良地质体的位置和规模[1-3]，然后有针对性地采取相应的预防措施，例如提前加固地层、加强支护等。

要想利用超前地质预报方法得到高精度的预报结果，就必须具有扎实的地质理论和经验，特别是对于岩溶隧道来说，充分认识各种岩溶特征和性质对于避免在岩溶地区发生地质灾害就显得尤为重要。

2 岩溶地区隧道不良地质体预报手段2.1 地质方法超前地质预报目前常见的有地面地质体投射法、地质素描预测法、不良地质前兆预测法等。

地面地质体投射法是在地表准确鉴别不良地质体的性质、位置、规模、岩体的质量和精确测量不良地质体产状的基础上，应用地面地质界面和地质体投射公式进行超前地质预报的技术。

关键技术是在地表准确鉴别不良地质体的性质、位置、规模和岩体的质量。

地质素描预测法又称掌子面编录预测法，具体还包括：岩层岩性和层位预测法、地质体延伸预测法两种具体方法。

探地雷达技术在隧道施工超前地质预报的应用摘要:随着隧道长度和埋深的增加，不良地质条件发生的概率也逐渐增多，过去简单的物探和钻探已不能满足实际的工程施工需要，超前地质预报技术应运而生。

超前地质预报技术在隧道掘进施工中起到关键性的技术支撑作用，为维护隧道安全、高效施工掘进提供了技术保障。

近年来，随着我国基础设施逐步完善，对隧道安全的重视程度逐渐提升，隧道超前地质预报技术的应用也随之增多。

地雷达技术为获取地层岩性、结构面产状、富水岩层、断层、溶洞等地质信息提供了便利，也为隧道的安全施工提供了重要保障。

本文主要就探地雷达技术在隧道施工超前地质预报的应用进行了分析。

关键词：探地雷达技术；隧道施工；超前地质预报引言在隧道施工的过程中，常常会遇到溶洞、断层、破碎带等不良的地质状况，造成围岩失稳坍塌、突水突泥等灾害事故的发生，危害人民的生命财产安全和工程施工进度。

并保证隧道施工的顺利安全进行，在施工的同时进行地质超前预报已经成为必不可少的技术环节，以便针对性地进行支护设计和施工方案修正，保证隧道开挖面的稳定，防止造成坍塌等涉险事故。

超前地质预报的方法有很多，包括地质分析法、电磁法、地震波法等，其中地质雷达技术因探测方法具有简单、便捷且分辨率高等优势，成为短距离超前地质预测的最佳方法之一。

1地质雷达技术概述地质雷达方法是一种用于确定工程结构与地层介质分布的电磁波法。

地质雷达采用的是时间域的脉冲电磁信号，首先将电磁信号发射到地下介质中，电磁波穿过介质遇到电性差异的目标体或界面会发生反射，通过对接收到的反射波信号进行处理和分析，根据波形强度、走时和相位等推测地下目标体的位置、形态等，从而达到探测地下目标的目的。

具体的实现过程为：由发射天线将高频电磁脉冲波送入掌子面前方岩体，当高频电磁脉冲波在传播过程中遇到不同目标体（断层、空洞等）的电性介面时，部分反射回来的电磁波被接收器所接收、记录，并获取电磁波从发射到反射回来被接收所用的时间，当电磁波在介质中的传播速度已知时，即可确定目标体的位置。

地质雷达隧道超前预报探测方法1.地质雷达法适用范围地质雷达法适用于探测隧道掌子面前方的溶洞、裂隙、破碎带及岩性、产状的改变。

并初步判断溶洞、裂隙内是否含水。

2.地质雷达主机的技术指标（1）系统增益不低于150dB；（2）信噪比不低于60dB；（3）模/数转换不低于16位；（4）采样间隔一般不大于2ns；（5）信号迭加次数可选择128次或256次；（6）数据的触发和采集模式为手动；（7）具有点测与连续测量功能；（8）具有手动或自动位置标记功能；（9）具有现场数据处理功能。

3.地质雷达天线的选择（1）应选择屏蔽或非屏蔽的中低频率的天线；（2）垂直分辨率应高于50cm；（3）最大探测深度应大于20m（宜选用中心频率为100MHz或50MHz的天线）。

4.现场检测（1）用雷达做隧道超前预报时，当放炮清渣完成后，应检查掌子面及顶部是否有松动的石块，如有要及时排除，确保人员和设备的安全。

（2）超前预报探测时，测线布置应在掌子面处距地面1.5米位置从左向右水平布置一条剖面，探测时要将天线竖立，将天线底部紧贴掌子面。

（3）探测完毕后要测量实际剖面长度（第一个测量点处的天线中心点到最后一个测量点处的天线中心点的距离）。

5.介质参数的界定（1）只有对探测介质的介电常数或电磁波速度做准确标定，探地雷达才能准确确定掌子面前方异常点的距离。

第一次探测时可以按照下表（表1）的参考值进行设定，并在随后的掘进中予以标定。

（2）标定方法a.在探测的雷达剖面上读出异常反射物（溶洞、裂隙等）的电磁波走时t;b.当掘进到异常反射物的位置时，记录下掘进深度mc.用（4）所列公式计算出电磁波的速度，并将其用到以后的超前预报中。

（3）求取参数时应具备的条件 a.标定目标体的厚度一般不小于3米； b.标定记录中界面反射信号应清晰、准确。

（4）标定结果的应按下式计算20.32r t d ε⎛⎫= ⎪⎝⎭9210dv t=⨯ 式中r ε—相对介电常数v —电磁波速（m/s ）t —双程旅行时间(ns)d —标定目标物体的厚度(m)6.仪器操作要求（1）测量人员必须事先经过培训，了解仪器性能及工作原理，并且具备一定的图像识别经验后才可以对仪器进行操作；（2）测量前应正确连接雷达系统，确保其均处于正常连接状态，并在检测前进行试运行，确保主机、天线及输入输出设备运行正常；（3）测量（采集雷达图像）时，应尽量让天线与掌子面表面密贴； （4）测量（采集雷达图像）时天线移动距离应尽量准确，一般一次移动10cm （即道间距为10cm ）；（5）测量（采集雷达图像）时要采用点测方式，叠加次数建议选择128次；当一点的信号采集完成后，天线移动到下一个测量点，当天线放好后，进行下一点的采集。