地质雷达预报.docVIP

PAGE PAGE 5 地质雷达预报 1 前言 1.1工艺工法概况 地质雷达超前地质预报属短期超前地质预报，是对TSP超前地质（中期）预报的补充验证。主要目的是在隧道开挖之前，通过地质雷达探测，及时发现掌子面前方的异常情况，预报掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性，为正确选择开挖方法、支护设计参数和优化设计方案提供依据。并为预防隧道涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息，使工程单位提前做好施工准备，保证施工安全。 1.2地质雷达法基本原理 地质雷达探测（简称GPR）是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的传播及反射，根据传播速度和反射脉冲波走时进行超前地质预报的一种物探方法。雷达发射天线向地下连续发射脉冲式高频电磁波，当遇到有电性差异的界面或目标体（介电常数和电导率不同）时即发生反射波和透射波。接收天线接收反射波并经电缆传递给主机，在主机显示屏上形成实时的时间剖面。根据记录到的反射波的到达时间和求得的电磁波在介质中的传播速度，确定界面或目标体的深度；同时根据反射波的形态、强弱及其变化等因素 来判定目标体的性质。（如下图） 图1 地质雷达探测原理示意图 2 工艺工法特点 地质雷达用于隧道超前地质预报具有适用范围广、操作简单、现场测试环境要求低、预报距离短、准确度高、提交结果及时，以及预报成本低，对施工干扰小等特点。 3 适用范围 地质雷达适用于对断层及其影响带、溶洞、崆区、裂隙发育带、软弱夹层，以及地下水、混凝土衬砌、地下管线等的预测预报,适用距离一般为30m以内。 4 主要引用标准 4.1《铁路工程物理勘探规程》（TB10013）、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214)、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)、《铁路隧道施工规范》(TB10204) 、《公路隧道工程施工技术规范》（JTG F60）。 4.2设计图纸、合同文件。 5 施工方法 5.1雷达测线布置： 全断面法开挖的隧道，雷达测线在掌子面上呈“井”字形布置，测线长度根据天线长度决定，在有限的掌子面上尽可能的长，测线位置距隧道周边的距离1m左右。当为其它方法(上下台阶法、三台阶七步法等)开挖的隧道时，雷达测线在掌子面呈“一”字型布置，测线位置距隧道周边的距离1m左右。 5.2为保证探测结果的准确，应在同一测线上进行至少两次的重复探测，采用点测方式时，测点间距一般不大于0.2m。 5.3应充分利用避车洞或超前钻探揭露的地质界面等有利地段求取地层的相对介电常数和电磁波速度。 5.4地质雷达在完整灰岩地段预报距离宜在30m以内，在岩溶发育地段的有效探测长度则应根据雷达波形判定。连续预报时前后两次重叠长度应在5m以上。 5.5系统增益不应低于150dB；信噪比应大于60dB；采样间隔不应大于0.5μs、模数转化器不应低于16位；具有可选的信号叠加、实时滤波、点测与连续测量方式、手动与自动装置标记等功能。 5.6探测目的体与周边介质之间应存在明显介电常数差异，电磁波反射信号明显；探测目的具体，有足以被探测的规模；不能探测极高电导屏蔽层下的目的体。 5.7地质雷达检测必须由具有检测资质证书的专业人员进行数据采集、数据分析及结果整理，并出具检测报告。 6 工艺流程及操作要点 数据回放数据传输施工准备 数据回放 数据传输 施工准备 仪器连接 数据采集 关闭仪器 数据整理 提交检测报告 图2 地质雷达预报流程图 6.2操作要点 6.2.1施工准备 地质雷达检测主要是在隧道掌子面上进行，首先需确定好检测方案及测线布置形式等。施做前应对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的藕合，在掌子面附近应没有其它的金属物体，避免影响检测结果的准确性。 6.2.2仪器连接 连接主机、电缆、天线，标记器、测量轮。 开机。安装电池或者外接电源，仪器自动开机。在主菜单下选择TerraSIRch按钮，进入仪器采集状态。 6.2.3 数据采集和保存文件。调整仪器参数，按RUN/SETUP进入单窗口屏幕，开始移动天线采集数据。再次按下此按钮，选择右键盘打勾保存数据文件到仪器中。 6.2.4 数据回放。按PLAYBACK按钮，弹出对话框，利用上下键找到相应的文件，利用选择键ENTER选中文件，右键确认，再次按RUN/SETUP按钮来回放数据。 6.2.5 利用SanDisk牌CF卡传输数据文件。OUTPUT->TRANSFER->FLASH。按中间的选择键ENTER，弹出对话框，利用上下键找到相应的文件，利用中间的选择键ENTER选中文件，利用右键盘确认，开始传输数据。最后利用读卡器，把CF卡上的数据文件复制到计算机上。 利用SanDisk牌USB盘传输数据文件。OUTPUT->TRANSFER->