探地雷達(dá)在溶巖地區(qū)不良地質(zhì)勘探中應(yīng)用分析

為了解掌子面前方不良地質(zhì)體賦存狀況,保障工程施工安全,提出基于全波形反演的探地雷達(dá)隧道超前探測(cè)數(shù)據(jù)解譯方法。首先,考慮隧道典型不良地質(zhì)類型,建立溶洞、巖體裂隙和巖體破碎帶等數(shù)值模型,進(jìn)行正演模擬分析,總結(jié)典型不良地質(zhì)體的地質(zhì)雷達(dá)正演響應(yīng)特征。其次,基于全波形反演方法對(duì)正演模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到最優(yōu)的相對(duì)介電常數(shù)分布,分析反演結(jié)果,并總結(jié)其相較于正演剖面圖解譯的優(yōu)勢(shì)。研究結(jié)果表明,全波形反演可以得到探測(cè)區(qū)域相對(duì)介電常數(shù)的較準(zhǔn)確分布,得到的不良地質(zhì)體形態(tài)與真實(shí)情況較為一致,成像效果明顯優(yōu)于原始雷達(dá)剖面圖,提高了對(duì)不良地質(zhì)體進(jìn)行判斷的直觀性和準(zhǔn)確性。

探地雷達(dá)是一種分辨率比較高的工程地球物理方法,對(duì)掌子面前方的溶洞、富水帶、斷層破碎帶和裂隙帶等不良地質(zhì)現(xiàn)象有明顯的異常反應(yīng)。文中介紹了探地雷達(dá)在隧道超前預(yù)報(bào)中探測(cè)的原理、測(cè)線布置和數(shù)據(jù)采集方式,分析不良地質(zhì)現(xiàn)象與圍巖之間的結(jié)構(gòu)和介電差異特征,設(shè)計(jì)合理的正演模型進(jìn)行正演模擬,分析正演模擬圖像的波形、頻率、振幅、相位等特征,理論上總結(jié)了不良地質(zhì)現(xiàn)象在雷達(dá)圖像上的信號(hào)特征,并通過對(duì)實(shí)測(cè)典型雷達(dá)圖像的解釋,對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象的雷達(dá)反射波的頻譜特征做進(jìn)一步研究,可以為探地雷達(dá)在隧道超前預(yù)報(bào)中的解譯提供參考。

在多年凍土地區(qū)開展物探工作會(huì)遇到比非凍結(jié)地區(qū)更為復(fù)雜和多變的勘探。對(duì)探地雷達(dá)在多年凍土工程地質(zhì)勘探中的應(yīng)用效果進(jìn)行了理論分析與對(duì)比研究,提出一套適合凍土勘察的物探野外工作程序和資料處理模式,最終達(dá)到準(zhǔn)確、快速了解凍土區(qū)內(nèi)、凍土體內(nèi)諸多關(guān)鍵參數(shù)的目的,對(duì)于解決工程實(shí)際問題和深入地了解寒區(qū)工程地質(zhì)環(huán)境等科學(xué)問題具有重要意義。

以山東棗莊某電廠改擴(kuò)建項(xiàng)目巖溶勘察為例，簡(jiǎn)要論述了探地雷達(dá)測(cè)試技術(shù)的基本原理和方法，并結(jié)合灰?guī)r地區(qū)的巖溶探測(cè)實(shí)例，分析在溶洞、溶蝕裂隙多發(fā)地區(qū)，如何根據(jù)雷達(dá)波圖像處理和異常分析劃定異常地質(zhì)構(gòu)造的分布及埋深，最后綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)基坑開挖情況．探討不同巖溶構(gòu)造在探地雷達(dá)探測(cè)資料中的異常表現(xiàn)。

探地雷達(dá)——探地雷達(dá)（groundpenetratingradar簡(jiǎn)稱gpr）是用頻率介于106～109hz的無線電波來確定地下介質(zhì)分布的一種方法。　　對(duì)稱振子型調(diào)幅脈沖時(shí)域探地雷達(dá)輸出功率大，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)量結(jié)果，設(shè)備可做成便攜式等優(yōu)點(diǎn)，在商用地面探地雷達(dá)中，已得到廣泛...

在隧道施工過程中，對(duì)掌子面前面的巖體構(gòu)造分布進(jìn)行比較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，能有效地防止工程事故，加快施工進(jìn)度和保證工程質(zhì)量。由于不同的介質(zhì)對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率和介電常數(shù)差異明顯，當(dāng)?shù)刭|(zhì)雷達(dá)向目標(biāo)巖體發(fā)射高頻帶寬短脈沖時(shí)，發(fā)射的電磁波遇到不同的介質(zhì)就會(huì)發(fā)生反射和散射，根據(jù)接收到的發(fā)射信號(hào)，用配套軟件分析處理后再進(jìn)行地質(zhì)解譯，得到探測(cè)隧道前方的地質(zhì)巖層預(yù)報(bào)。本研究結(jié)合梅大隧道施工過程地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的工程實(shí)踐，對(duì)地質(zhì)雷達(dá)超前預(yù)報(bào)的原理、測(cè)線布置方法、技術(shù)參數(shù)選擇等進(jìn)行了探討，并對(duì)完整巖體、裂隙發(fā)育帶、富水區(qū)等地質(zhì)體的雷達(dá)圖像進(jìn)行了地質(zhì)解譯，歸納總結(jié)了一些預(yù)報(bào)成果和經(jīng)驗(yàn)，為探地雷達(dá)在工程中的應(yīng)用提供參考和建議。

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是隧道工程的基本工作環(huán)節(jié)之一,對(duì)于保障施工安全、提高施工效率有十分重大的意義。探地雷達(dá)是短期超前預(yù)報(bào)中最常使用的儀器,其工作效率較高,占用工時(shí)較短,有較高的準(zhǔn)確性,能對(duì)隧道工程進(jìn)行經(jīng)常性的預(yù)報(bào),因此其應(yīng)用十分廣泛。黔大高速東清段的苗寨溝隧道和官壩隧道,其隧址區(qū)主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象為巖溶,屬于典型的巖溶隧道。通過對(duì)實(shí)際工程案例的研究,簡(jiǎn)要總結(jié)了巖溶和巖溶裂隙出現(xiàn)在掌子面前方時(shí),雷達(dá)波形的主要特征,以期對(duì)今后類似工程提供一定參考和借鑒。

路基注漿技術(shù)可以使土體空隙得到有效充填或壓密固結(jié),明顯提高路基的承載力。因此,路基注漿可以很好的解決路基沉陷、松散、空洞等病害。本文從室內(nèi)試驗(yàn)出發(fā),運(yùn)用探地雷達(dá)技術(shù),證明探地雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)可以為路基注漿質(zhì)量檢測(cè)提供一種可靠的技術(shù)支撐。

隧道是修建在山嶺、河道、海峽及城市地面以下,供車輛、行人、流水、管線通過,或用作采掘礦藏、軍事設(shè)施、人防設(shè)施等的地下通道和構(gòu)筑物。它能穿越地表的障礙,并有縮短線路、防空襲、容易調(diào)溫和不占地面空間等優(yōu)點(diǎn)。隧道工程的檢測(cè)是一項(xiàng)技術(shù)要求高,而且相對(duì)危險(xiǎn)的工作內(nèi)容,探地雷達(dá)作為一種新型的檢測(cè)儀器,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于隧道工程檢測(cè)中,其具有操作安全、獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、真實(shí)、便于攜帶等特點(diǎn)。本文就探地雷達(dá)在隧道工程檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

探地雷達(dá)憑借快捷、高效、無損的優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于各工程領(lǐng)域?；诖?在介紹探地雷達(dá)探測(cè)原理的基礎(chǔ)上,著重分析了探地雷達(dá)在土地平整工程、道路工程、灌溉與排水工程、覆土工程等方面的應(yīng)用,并對(duì)探地雷達(dá)在土地整治工程中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望,以期能為土地整治工程的施工、設(shè)計(jì)、驗(yàn)收提供一種有效的手段。

探地雷達(dá)在盾構(gòu)前向探測(cè)應(yīng)用中工作參數(shù)的選擇

探地雷達(dá)(gpr)是當(dāng)前進(jìn)行隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要方法。探測(cè)過程中隧道金屬格柵及現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械將對(duì)gpr探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾,甚至完全壓制有效信號(hào)。為確定干擾信號(hào)特征,探索提高信噪比的方法,基于隧道內(nèi)gpr探測(cè)干擾源分析,利用正演模擬和實(shí)測(cè)資料分析方法研究干擾信號(hào)特征。結(jié)果表明,隧道拱頂鋼架干擾波呈反向繞射弧分布,施工機(jī)械干擾則表現(xiàn)為弧狀多次波,側(cè)壁干擾信號(hào)能力強(qiáng)且多次反射現(xiàn)象嚴(yán)重,甚至將有效信號(hào)完全壓制。傳統(tǒng)的低通、高通、帶通等濾波手段并不能壓制這些干擾信號(hào)。垂向布線方式則能最大限度避開干擾信號(hào),獲得理想剖面。研究成果有助于獲取信噪比高的gpr探測(cè)剖面,以準(zhǔn)確分析剖面異常、提高解譯準(zhǔn)確率。

在隧道施工中,隧道周圍及掌子面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況與施工的質(zhì)量和安全關(guān)系密切。探地雷達(dá)是利用高頻寬頻帶電磁波來探測(cè)地下介質(zhì)分布規(guī)律的一種地球物理方法。探地雷達(dá)由于其具有精度高、高效快速、操作簡(jiǎn)便、非破壞性等特點(diǎn),適用于隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。通過實(shí)例對(duì)探地雷達(dá)掃描圖像進(jìn)行了具體的解譯,現(xiàn)場(chǎng)跟蹤隧道實(shí)際開挖情況,并對(duì)設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)成果和實(shí)際揭露資料進(jìn)行對(duì)比,說明探地雷達(dá)是隧道施工中的一種較好的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段。

探地雷達(dá)作為公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的手段之一,對(duì)預(yù)報(bào)掌子面前方巖體的微細(xì)結(jié)構(gòu)能起到很重要的作用,同時(shí)可以作為隧道勘察結(jié)果的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和補(bǔ)充。以新扎溝隧道為例,利用sir-20探地雷達(dá)并結(jié)合工程地質(zhì)方法,對(duì)節(jié)理破碎帶和地下水成功地做出了預(yù)測(cè)。對(duì)這幾種不良地質(zhì)體雷達(dá)反射波的頻譜特征做了簡(jiǎn)要研究,為以后探地雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)的解譯積累了經(jīng)驗(yàn)。

認(rèn)為探地雷達(dá)是一種先進(jìn)無損的地球物理探測(cè)方法,因其高效、快速等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于各工程領(lǐng)域;本文結(jié)合多年凍土地區(qū)的勘查特征,分析說明探地雷達(dá)在多年凍土區(qū)的勘查原理和在多年凍土工程勘查以及環(huán)境檢測(cè)多方面的應(yīng)用前景。

隧道病害檢測(cè)中探地雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)是一個(gè)疆土遼闊的大國(guó),各地區(qū)的地質(zhì)條件都有著千差萬別的區(qū)別,尤其在我國(guó)西南、西北和東北等地區(qū),甚至還存在很多多年的凍土土質(zhì)。若是在這種區(qū)域內(nèi)進(jìn)行鐵路建設(shè),則存在的挑戰(zhàn)性和風(fēng)險(xiǎn)性也是十分明顯,所以為了保障我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展,相關(guān)地質(zhì)勘探單位,就要采取先進(jìn)的勘測(cè)設(shè)備和儀器來進(jìn)行凍土地質(zhì)考查,而現(xiàn)下,探地雷達(dá)是該地質(zhì)勘測(cè)環(huán)境中應(yīng)用率最高的勘測(cè)設(shè)備,本文也會(huì)對(duì)其在凍土工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析和論述。

文章結(jié)合工程實(shí)例,分別描述了探地雷達(dá)在探測(cè)路面混凝土布筋及板底脫空情況中的應(yīng)用,指出了相應(yīng)的雷達(dá)圖和波形特征,介紹了探地雷達(dá)基本原理和工作方法,特別是天線陣技術(shù)在舊路改造路況病害調(diào)查檢測(cè)中的應(yīng)用。

水利工程的隱患檢測(cè)是保證水利工程安全、平穩(wěn)運(yùn)行的重要措施。探地雷達(dá)作為一種重要的隱患檢測(cè)手段,具有無損檢測(cè)、檢測(cè)分辨率高以及檢測(cè)效率高的特點(diǎn)。結(jié)合探地雷達(dá)的檢測(cè)原理,對(duì)探地雷達(dá)在水利工程隱患檢測(cè)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討。

以梅大高速公路湖寮連接線為工程背景,簡(jiǎn)要介紹探地雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)的基本工作原理,在現(xiàn)場(chǎng)無破損狀況下應(yīng)用探地雷達(dá),對(duì)路面進(jìn)行連續(xù)性檢測(cè),快速確定水泥混凝土面板下脫空比例和脫空位置,為改造設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

闡述了地質(zhì)雷達(dá)法的基本原理和方法,介紹了這一隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)新技術(shù)在工程實(shí)例中的應(yīng)用,并通過典型雷達(dá)圖像分析了不同異常情況在雷達(dá)圖像上的反映,以進(jìn)一步推廣探地雷達(dá)在隧道襯砌檢測(cè)中的應(yīng)用。

針對(duì)探地雷達(dá)在隧道病害檢測(cè)中的適用性、檢測(cè)目的、檢測(cè)內(nèi)容、數(shù)據(jù)處理等問題進(jìn)行了闡述,并結(jié)合實(shí)際工程說明探地雷達(dá)作為一種無損檢測(cè)手段可以對(duì)既有隧道進(jìn)行病害檢測(cè),評(píng)估隧道存在的問題,為隧道的養(yǎng)護(hù)維修提供依據(jù)。