發(fā)布時(shí)間：2019-05-23所屬分類：教育論文瀏覽：1次
摘 要： [摘要]簡(jiǎn)要介紹了隧道施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的重要性，以及地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理。以某隧道為例，采用多個(gè)天線的地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面前方不良地質(zhì)體進(jìn)行探測(cè)，預(yù)報(bào)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證情況較為吻合，表明通過(guò)采用多個(gè)天線提高了對(duì)掌子面前方不良地質(zhì)體探
[摘要]簡(jiǎn)要介紹了隧道施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的重要性，以及地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理。以某隧道為例，采用多個(gè)天線的地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面前方不良地質(zhì)體進(jìn)行探測(cè)，預(yù)報(bào)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證情況較為吻合，表明通過(guò)采用多個(gè)天線提高了對(duì)掌子面前方不良地質(zhì)體探測(cè)的準(zhǔn)確性。
[關(guān)鍵詞]隧道;超前地質(zhì)預(yù)報(bào);地質(zhì)雷達(dá)
0前言
隧道施工過(guò)程中，特別是地質(zhì)條件復(fù)雜的工程地質(zhì)條件下，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的應(yīng)用越來(lái)越頻繁。隧道施工過(guò)程中的溶洞、斷層破碎帶等不良地質(zhì)體進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)，對(duì)隧道施工安全有重要意義。地質(zhì)雷達(dá)具有快速、無(wú)損、連續(xù)探測(cè)、探測(cè)結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)有較好的探測(cè)效果。
1雷達(dá)探測(cè)原理
地質(zhì)雷達(dá)[1-2]由主機(jī)、天線和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等幾部分組成。根據(jù)電磁波在有耗介質(zhì)中的傳播特性，發(fā)射天線向掌子面背后發(fā)射電磁波。電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其傳播路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度和波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電性和幾何形態(tài)的變化而變化，地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)將對(duì)此部分的反射波進(jìn)行適時(shí)接收，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列處理后得到雷達(dá)圖像，根據(jù)得到的雷達(dá)圖像即可預(yù)報(bào)掌子面前方的地質(zhì)情況。
電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，當(dāng)遇到存在電性差異的目標(biāo)體，如溶洞、分界面等時(shí)，電磁波發(fā)生反射，在對(duì)接收到的雷達(dá)波進(jìn)行處理和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)接收到的雷達(dá)波形、強(qiáng)度、雙程時(shí)間等參數(shù)可探測(cè)掌子面前方的不良地質(zhì)體。
2工程實(shí)例
2.1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果
2.1.1天線選擇
本次采用意大利雷達(dá)對(duì)某隧道掌子面進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測(cè)，中心頻率的選擇應(yīng)既能滿足分辨率的要求又能滿足檢測(cè)深度的要求。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜，可選擇兩種及兩種以上不同頻率的天線進(jìn)行探測(cè)[3]。當(dāng)多個(gè)頻率的天線都能滿足探測(cè)深度的要求時(shí)，可選擇頻率相對(duì)較高的天線進(jìn)行探測(cè)。根據(jù)探測(cè)深度、圍巖類型及檢測(cè)部位的不同，天線中心頻率可在40MHz~200MHz之間選擇，本次采用200MHz天線、40MHz天線進(jìn)行探測(cè)。
2.1.2測(cè)線布置
在掌子面上布置1條橫向測(cè)線，橫向測(cè)線可以很好的反映掌子面前方范圍內(nèi)各個(gè)部位的地質(zhì)和圍巖情況。
2.1.3地質(zhì)雷達(dá)圖像
地質(zhì)雷達(dá)灰度剖面是地質(zhì)雷達(dá)資料解釋的基礎(chǔ)，若掌子面后方介質(zhì)中存在電性差異，就可以在雷達(dá)剖面圖中找到相應(yīng)的反射波與之對(duì)應(yīng)。根據(jù)相鄰道上的反射波對(duì)比，把不同道上同一個(gè)反射波相同相位連接起來(lái)的對(duì)比線稱為同相軸，雷達(dá)剖面圖的識(shí)別主要是確定具有相同特征的反射波的同相軸。洞穴的反應(yīng)波形一般是由許多細(xì)小的拋物線組成的一塊較大區(qū)域，與周圍波形存在明顯差異。對(duì)采集的雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后可得到地質(zhì)雷達(dá)圖像。
定義掌子面里程為DK0+000，據(jù)雷達(dá)圖像分析可知，左側(cè)位置DK0+001~007巖體破碎，存在溶洞不良地質(zhì)體，右側(cè)位置碎DK0+001~007巖體破碎，存在溶洞不良地質(zhì)體。
2.2現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證
為驗(yàn)證地質(zhì)雷達(dá)的預(yù)報(bào)結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)存在溶洞缺陷的掌子面后方土體進(jìn)行開挖。經(jīng)過(guò)開挖，雷達(dá)圖像中的缺陷位置與實(shí)際地質(zhì)分布情況一致，地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)大大提高了對(duì)掌子面后方溶洞缺陷的預(yù)報(bào)效果，經(jīng)過(guò)開挖，雷達(dá)圖像中的缺陷位置與實(shí)際地質(zhì)情況吻合較好，地質(zhì)雷達(dá)超前預(yù)報(bào)大大提高了對(duì)掌子面后方不良地質(zhì)體的預(yù)報(bào)效果，采用地質(zhì)雷達(dá)超前預(yù)報(bào)可及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)掌子面前方的地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，對(duì)隧道施工安全有重要意義。
3結(jié)語(yǔ)
對(duì)某隧道掌子面進(jìn)行了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測(cè)，掌子面后方存在溶洞不良地質(zhì)體，后經(jīng)過(guò)開挖，雷達(dá)圖像中的缺陷位置與實(shí)際地質(zhì)情況吻合較好，地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)大大提高了對(duì)掌子面后方溶洞缺陷的預(yù)報(bào)效果。地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)時(shí)，中心頻率的選擇很重要，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜，可選擇2種及2種以上不同頻率的天線進(jìn)行探測(cè)。根據(jù)探測(cè)深度、圍巖類型及檢測(cè)部位的不同，本次采用200MHz天線、40MHz天線進(jìn)行探測(cè)。實(shí)現(xiàn)了不同頻率天線對(duì)不同測(cè)試深度都有足夠的分辨率，效果良好。
參考文獻(xiàn)
[1]劉金龍,陸偉東，等.混凝土結(jié)構(gòu)缺陷的雷達(dá)檢測(cè)方法研究[J].四川建筑科學(xué)研究:2009,35(6):91-93.
[2]陸偉東,劉金龍，等.混凝土結(jié)構(gòu)厚度的雷達(dá)檢測(cè)[J].無(wú)損檢測(cè),2009(5):364-366.
建筑類刊物推薦：《四川建筑科學(xué)研究雜志》創(chuàng)刊于1975年，本刊為雙月刊，主編：王永維。國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：CN11-2103/TN，國(guó)際刊號(hào)：ISSN1008-1933�！端拇ńㄖ茖W(xué)研究雜志》綜合性建筑科學(xué)類學(xué)術(shù)期刊，四川省優(yōu)秀期刊,核心期刊。本刊的讀者對(duì)象主要是從事土木建筑工程的科研、設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)和各單位的基建部門的技術(shù)人員，以及大專院校的師生。
