地質(zhì)雷達(dá)在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用.pdf

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1、106低溫建筑技術(shù)2013年第9期(總第183期)地質(zhì)雷達(dá)在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用程帥然,張勤,陳松(河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,南京210098)【摘要】首先,在簡(jiǎn)述地質(zhì)雷達(dá)工作原理的基礎(chǔ)上,對(duì)地質(zhì)雷達(dá)超前預(yù)報(bào)的測(cè)線布置、探測(cè)方法和探測(cè)技術(shù)參數(shù)的確定原則進(jìn)行介紹。其次,采用美國(guó)GSSI公司SIR一20型地質(zhì)雷達(dá)在竹蓋山隧道進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。通過(guò)對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)和地質(zhì)雷達(dá)掃描圖像的研究、分析、以及同隧道掌子面實(shí)際開(kāi)挖地質(zhì)情況的對(duì)照,說(shuō)明地質(zhì)雷達(dá)是隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的一種安全、有效的方法,其實(shí)用性強(qiáng)

2、,對(duì)隧道施工具有較好的指導(dǎo)作用?!娟P(guān)鍵詞】隧道工程;超前地質(zhì)預(yù)報(bào);地質(zhì)雷達(dá);應(yīng)用【中圖分類號(hào)】U456.3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864(2013)09—0106—03APPLICATIoNoFGRoUNDPENETRArl[’INGRADARToGEoLoGICALFoRECASTFoRTUNNELCoNSTRUCnoNCHENGShuai—ran,ZHANGQin,CHENSong(SchoolofEarthScienceandEngi.,HohaiUniv.,Nanjing

3、210098,China)Abstract:Firstly,basedontheworkingprincipleofgeologicalradar,thedetectingmethod,linelay-outandtheparametersselectionareintroduced.Secondly,usingSIR-20groundpenetratingradaroftheUnitedStatesGSSIcompanyinZhugaishantunneladvancegeologicalfo

4、recastismade.Accordingtothedetectiondataandtheanalysisofgeologicalradarscanningimages,aswellasthetunnelgeologicalcon—ditionsoftheactualexcavation.wecanconcludethatgeologicalradariSasafeandeffectivemethodforgeologicalpredictionintunnelconstruction,the

5、practicabilityofthismethodisstrong,whichhasthegoodinstructionfunctiontothetunnelconstruction.Keywords:tunnelengineering;advancegeologicalforecast;groundpenetratingradar;application地質(zhì)勘探資料是隧道工程設(shè)計(jì)的基本依據(jù),而隧標(biāo)進(jìn)行地質(zhì)解釋。原理如圖1所示。道施工的依據(jù)主要是設(shè)計(jì)文件。由于受工程地質(zhì)勘察時(shí)間、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)難度

6、等條件限制,往往造成勘察設(shè)計(jì)與實(shí)際不符。因此,在隧道施工期間,采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)對(duì)隧道掌子面前方地質(zhì)情況進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),是避免發(fā)生災(zāi)害、減少損失、保證隧道施工安全的需要。地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法具有快速便捷、非破壞性、分辨率高、可進(jìn)行資料的實(shí)時(shí)成像處理、以及不影響施工等特點(diǎn),因而近年來(lái)在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中被廣泛的圖1地質(zhì)雷達(dá)工作原理應(yīng)用,。1地質(zhì)雷達(dá)工作原理2探測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)地質(zhì)雷達(dá)是利用發(fā)射機(jī)天線向隧道掌子面前方(1)測(cè)線布置。在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中,測(cè)線定向發(fā)射雷達(dá)波,當(dāng)遇到不同電性(不同介電常數(shù)、電主要布置

7、在掌子面上,一般要沿水平、豎直方向各布導(dǎo)率、磁導(dǎo)率)介質(zhì)的分界面時(shí)雷達(dá)波發(fā)生反射,反射置幾條測(cè)線。為提高測(cè)試的準(zhǔn)確性,必要時(shí)可加密雷波被接收天線接收并由主機(jī)記錄,主機(jī)對(duì)從不同深度達(dá)測(cè)線或依據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況及施工要求,在隧道底板返回的各個(gè)反射波進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,可得到地質(zhì)雷達(dá)連和側(cè)壁布置測(cè)線,以了解隧道周圍的地質(zhì)情況。續(xù)探測(cè)彩色剖面圖像,通過(guò)對(duì)反射信號(hào)的時(shí)頻特征、(2)探測(cè)方法。地質(zhì)雷達(dá)測(cè)量方式有點(diǎn)測(cè)和連振幅特征、相位特征等進(jìn)行分析,結(jié)合地質(zhì)背景對(duì)目測(cè)兩種。點(diǎn)測(cè)法是通過(guò)電腦鍵盤(pán)發(fā)送信號(hào)觸發(fā)指令給程帥然等

8、:地質(zhì)雷達(dá)在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用1O7雷達(dá)主機(jī),每按一次鍵盤(pán)回車鍵即可采集一道數(shù)據(jù)。右兩線均采用“二”字型進(jìn)行布置,其中橫洞向布線較主要適用于隧道掌子面較為粗糙、凹凸不平的工作環(huán)低的一條位于掌子面底部人肩扛高度以避開(kāi)地表浮境,要求天線按固定的距離移動(dòng)方能保證采集數(shù)據(jù)的渣影響,較高的一條位于臺(tái)車頂面0.5m高以重點(diǎn)探剖面寬度與測(cè)線長(zhǎng)度一致;連測(cè)法是通過(guò)測(cè)距輪的滾查拱頂位置。動(dòng)或預(yù)先設(shè)置好的時(shí)間間隔自動(dòng)采集數(shù)據(jù),適用于較地質(zhì)雷達(dá)主要參數(shù)設(shè)置情況如表2所示。地質(zhì)預(yù)光滑的掌子面。由于隧道掌子面工作環(huán)

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