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摘要：隧道修建过程中，由于地下岩石、水文等地质条件不明确，常常发生一些意外事故。发生坍方、突然涌水等突发事故，不仅造成严重的人员伤亡，而且还使工期延误，及其设备损伤。使隧道的修建困难重重。还降低了隧道修建的经济效益。因此，超前预测在隧道修建工程中非常重要。它对隧道修建的工期，安全，质量，投资等有非常重要的作用。地质雷达技术探测为隧道的修建提供有用的资料，减少隧道修建过程中的不安全因素，也是隧道能安全且快速修建的关键性因素。
关键词：地质雷达技术；隧道地质；应用
Abstract: the tunnel construction process, because the underground rock, hydrology geology condition is not clear, some accidents often happen. Occurrence ofaccidents such as collapse, sudden inrush of water, not only caused serious casualties, but also cause delays,and equipment damage. The construction of tunnel withdifficulty. Also reduces the economic benefits of tunnel construction. Therefore, advanced prediction in tunnel construction is very important. The tunnel constructionschedule, safety, quality, investment is very important.Geological radar detection technology in tunnelconstruction to provide useful information, unsafe factors decreased tunnel in the construction process, the key factors are safe and rapid construction of the tunnel.
Keywords: geological radar technology of tunnel geological; application;
中图分类号： P412.25 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
前言
隧道超前预测现在越来越受到修建隧道工程实施的关注，其重要原因是隧道修建过程中安全问题越来越受到关注。但隧道地质超前最重要的应用技术是地质雷达技术。地质雷达技术对隧道超前预测非常重要。故我们此篇文章重要讨论其应用。
超前地质预报工作的目的及任务
1.1目的
为隧道的修建提供有用的资料，减少隧道修建过程中的不安全因素，使隧道能安全经济并且快速的修建成功。
1.2任务
1.2.1对没有修建的地段进行围岩地质条件的探测
对未修建的但是将要修建的地段，我们探测的内容有：是否有地下水的存在，溶岩溶洞是否发育，岩性变化的情况，是否存在断层和发育有破碎带等。
1.2.2预报有可能会发生的灾难性突发状况
例如在地下储藏有害气体的大量溢出。由于岩土的不稳定导致的塌方。地下储藏有地下水。这些都会对隧道施工造成严重后果。要通过雷达技术分析判断，避免事故发生。
2.地质雷达进行超前预报的基本理论
地质雷达技术在隧道超前预测中至关重要，但是其原理却是非常简单，即就是物理中的电磁波反射原理。电磁波在岩体岩土介质中传播，由发射天线发出一束电磁波脉冲。电磁波在地下传播，由于波有反射性质，当传播的电磁波遇到物质时，即就是介质，会在物质与物质的分界面发生电磁波反射。反射的波会被接收天线所接收，由接收天线处理。
3.地质雷达的探测方法和步骤
3.1准备工作
由于地质雷达技术的原理是电磁波反射原理，所以所有能干扰电磁波的物件，都会对探测造成一定影响。我们在应用电磁波的时候首先排除地面干扰电磁波的物体。例如一些有磁性的物体或者是金属。
3.2测线布置
测线的布置应该是越密越精确，但是有些时候由于地质条件有些点测不出。一般情况下我们布置测线是按照‘十’字形布置。但有时我们也按照‘井’字形布置。在有些崎岖不平的地方一般是一个点一个点的探测，点数一般为5到12个。两点间的距离一般为0.5到1米。
3.3数据采集及处理
为了使数据更加精确，明确介质条件，都要对原始的雷达波进行一系列处理。对平均道的抽取。对时间要静校正、增益。压制干扰波，突出有效波。
3.4数据分析与解释
地质超前预测是应用雷达技术来探测未施工地段的岩体情况，做到防患于未然。这里所谓的“防患”就得根据雷达探测的数据资料来分析隧道可能发生的事故。数据资料在雷达技术上用图像显示出来。所以我们根据雷达显示的图像異常的形态，特征，还有电磁波的衰弱情况来分析我们看不到的岩体的性质以及地质特征。若是存在特殊异常体，则电磁波反射信号强。若是岩体质量差则反映在雷达上电磁波衰弱，这是根据岩石对电磁波的吸收性来决定的。掌子面跟未施工地段的地下特征差异越大，反射波则能量则越强。可以根据这些异常做出有用的地质解释。
4.地质雷达在隧道超前预报中的应用
4.1对不利于施工的地质体的探测
溶洞带，含水带，富有裂隙带，断层以及破裂带，岩土疏松带。这些地质岩体带不利于施工，更不利于隧道的修建，我们要利用地质雷达技术，结合掌子面的附近地质水文，地质工程情况将这些不利于施工的地质带的位置基本上确定。确定这些不良地质带后，根据具体情况下做出不同的施工方案，以此避免在施工过程中发生意外。
4.2探测未知岩溶
喀斯特是岩溶的另一个地貌名称,指的是一些可溶性岩石收到水中化学物质的溶蚀，水的物理冲刷作用，所形成的具有一定空间的沟，槽，和一些空洞。岩溶发育的必不可少的条件是可溶性岩石，例如碳酸盐岩，含有化学成分的可流通的水等。下渗的地表水以及流动的地下水，对溶岩非常重要。岩溶与围岩性质差异很大，所以其地质雷达图像很容易判断其异常。在溶洞内大量充填围岩碎块，水，空气，上覆岩石，这些充填物与称为“槽”的可溶性岩石之间的物质差异很大。由于介质的多样性，以及物质的差异性，而在溶岩中形成电性界面。我们只要探测出这个电性界面就探测出了岩溶的位置。同样，由于介质的多样性，电磁波的反射波图像随着溶岩溶洞的具体情况而发生相应的变化一般情况是在横向上变化。
若存在强反射包围弱反射，则说明可能是溶洞存在的雷达图像。强反射是溶洞侧壁反射的，并且常常有弧形的绕射现象。溶洞内的物质为填充物，填充物的反射为弱反射，具有高频，低幅，波形密集的特征。但是，如果填充物为水，局部的波可变强。
4.3富水带探测
含有大量水的岩体区域，如果没有被预测出来，在隧道施工过程中将会释放出大量的水，这将影响隧道的施工进程和施工安全。
如果岩体中含有水，则会影响岩体岩石介质的介电常数，从而影响反射波的波形，传播时间等。具体是，岩石中含水时，岩石的介电常数增大，在介质中具体表现为电磁波的传播速率降低，时间变长，在反射波形图像中则可能出现的是异常的正峰。另一方面，还产生强反射和绕射现象。还会由于出现散射现象而使波形紊乱。不仅如此，频率也发生变化，由高频迅速的变为低频。
4.4探测断层破碎带
断层破碎带由于存在裂隙，这是由外来物质充填到裂隙中，外来物质和原岩性质差异大，所以介质常数差异也大。同时在裂隙中也可能有大量的水充填，这也影响介质常数，裂隙中地下水的存在，使得断层附近以及破碎带附近稳定性差。破碎带空隙多，所以含水多。电磁波在穿过破碎带时，由于破碎带的胶结情况不同岩石性质不同，而使得波形比较乱。具体表现在地质雷达的图像中则表现为：频率变化，偶尔出现断面波，地层发育有反射波，错短的同相轴，振幅能量明显增强，有时有绕射波。破碎带两侧的物质差异构造差异，使得具有波阻抗差异。由于这些波阻抗差异，使得电磁波在通过界面时电磁波的电磁能能量增强同时波幅增大。
4.5裂隙密集带的探测
断裂的两岩体，它们没有发生明显的错动，即就是节理，也称之为裂隙。裂隙的发育对岩体的稳定性有很大的影响。对岩体的强度也有很重要的作用。由于裂隙中可充填不同物质，导致介质常数不同，与周围围岩形成电性差异。当电磁波传播到裂隙时，会产生较强的界面反射波。由于裂隙内充填的物质具有不均一性，直接表现在雷达图像中就是，会有散射、绕射、波形杂乱等特征，波幅变化大。同相轴连续，反映了裂面的平直。
小结
虽然地质雷达技术是目前一种既方便又快捷而且还精确的探测技术，但是地质雷达所得到的资料有时候具有多解性，我们在对探测地区进行分析的时候，最好将地质雷达探测资料与掌子面的地质情况性质相结合，得到更加全面更加有效更加精确的结果。
参考文献：
[1]刘志刚. 隧道隧洞施工地质技术[M ]. 北京:中国铁道出版社, 2001.
[2]趙永贵,刘浩,孙宇等.隧道地质超前预报研究进展[J ].地球物理学进展,2003 , 18 (3) : 460～464.
[3]范占峰，李天斌，孟陆波，等．地质雷达在公路隧道中的应用【J]．公路，2OLO(2)：209-213．
[4]韩振中，张文连．地质雷达在隧道检测中的波形识别及应用【J】．桥隧机械施工技术，2007(12)：66—68．
[5]王正成,谭巨刚,孔祥春.地质雷达在隧道前预报中的应用[J].铁道建筑.2005(2):9-11
[7]高才坤,郭世明.采用地质雷达进行隧道掌子面前方地质情况预报[1J.水力发电,2000,(3):11-13.
关键词：地质雷达技术；隧道地质；应用
Abstract: the tunnel construction process, because the underground rock, hydrology geology condition is not clear, some accidents often happen. Occurrence ofaccidents such as collapse, sudden inrush of water, not only caused serious casualties, but also cause delays,and equipment damage. The construction of tunnel withdifficulty. Also reduces the economic benefits of tunnel construction. Therefore, advanced prediction in tunnel construction is very important. The tunnel constructionschedule, safety, quality, investment is very important.Geological radar detection technology in tunnelconstruction to provide useful information, unsafe factors decreased tunnel in the construction process, the key factors are safe and rapid construction of the tunnel.
Keywords: geological radar technology of tunnel geological; application;
中图分类号： P412.25 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
前言
隧道超前预测现在越来越受到修建隧道工程实施的关注，其重要原因是隧道修建过程中安全问题越来越受到关注。但隧道地质超前最重要的应用技术是地质雷达技术。地质雷达技术对隧道超前预测非常重要。故我们此篇文章重要讨论其应用。
超前地质预报工作的目的及任务
1.1目的
为隧道的修建提供有用的资料，减少隧道修建过程中的不安全因素，使隧道能安全经济并且快速的修建成功。
1.2任务
1.2.1对没有修建的地段进行围岩地质条件的探测
对未修建的但是将要修建的地段，我们探测的内容有：是否有地下水的存在，溶岩溶洞是否发育，岩性变化的情况，是否存在断层和发育有破碎带等。
1.2.2预报有可能会发生的灾难性突发状况
例如在地下储藏有害气体的大量溢出。由于岩土的不稳定导致的塌方。地下储藏有地下水。这些都会对隧道施工造成严重后果。要通过雷达技术分析判断，避免事故发生。
2.地质雷达进行超前预报的基本理论
地质雷达技术在隧道超前预测中至关重要，但是其原理却是非常简单，即就是物理中的电磁波反射原理。电磁波在岩体岩土介质中传播，由发射天线发出一束电磁波脉冲。电磁波在地下传播，由于波有反射性质，当传播的电磁波遇到物质时，即就是介质，会在物质与物质的分界面发生电磁波反射。反射的波会被接收天线所接收，由接收天线处理。
3.地质雷达的探测方法和步骤
3.1准备工作
由于地质雷达技术的原理是电磁波反射原理，所以所有能干扰电磁波的物件，都会对探测造成一定影响。我们在应用电磁波的时候首先排除地面干扰电磁波的物体。例如一些有磁性的物体或者是金属。
3.2测线布置
测线的布置应该是越密越精确，但是有些时候由于地质条件有些点测不出。一般情况下我们布置测线是按照‘十’字形布置。但有时我们也按照‘井’字形布置。在有些崎岖不平的地方一般是一个点一个点的探测，点数一般为5到12个。两点间的距离一般为0.5到1米。
3.3数据采集及处理
为了使数据更加精确，明确介质条件，都要对原始的雷达波进行一系列处理。对平均道的抽取。对时间要静校正、增益。压制干扰波，突出有效波。
3.4数据分析与解释
地质超前预测是应用雷达技术来探测未施工地段的岩体情况，做到防患于未然。这里所谓的“防患”就得根据雷达探测的数据资料来分析隧道可能发生的事故。数据资料在雷达技术上用图像显示出来。所以我们根据雷达显示的图像異常的形态，特征，还有电磁波的衰弱情况来分析我们看不到的岩体的性质以及地质特征。若是存在特殊异常体，则电磁波反射信号强。若是岩体质量差则反映在雷达上电磁波衰弱，这是根据岩石对电磁波的吸收性来决定的。掌子面跟未施工地段的地下特征差异越大，反射波则能量则越强。可以根据这些异常做出有用的地质解释。
4.地质雷达在隧道超前预报中的应用
4.1对不利于施工的地质体的探测
溶洞带，含水带，富有裂隙带，断层以及破裂带，岩土疏松带。这些地质岩体带不利于施工，更不利于隧道的修建，我们要利用地质雷达技术，结合掌子面的附近地质水文，地质工程情况将这些不利于施工的地质带的位置基本上确定。确定这些不良地质带后，根据具体情况下做出不同的施工方案，以此避免在施工过程中发生意外。
4.2探测未知岩溶
喀斯特是岩溶的另一个地貌名称,指的是一些可溶性岩石收到水中化学物质的溶蚀，水的物理冲刷作用，所形成的具有一定空间的沟，槽，和一些空洞。岩溶发育的必不可少的条件是可溶性岩石，例如碳酸盐岩，含有化学成分的可流通的水等。下渗的地表水以及流动的地下水，对溶岩非常重要。岩溶与围岩性质差异很大，所以其地质雷达图像很容易判断其异常。在溶洞内大量充填围岩碎块，水，空气，上覆岩石，这些充填物与称为“槽”的可溶性岩石之间的物质差异很大。由于介质的多样性，以及物质的差异性，而在溶岩中形成电性界面。我们只要探测出这个电性界面就探测出了岩溶的位置。同样，由于介质的多样性，电磁波的反射波图像随着溶岩溶洞的具体情况而发生相应的变化一般情况是在横向上变化。
若存在强反射包围弱反射，则说明可能是溶洞存在的雷达图像。强反射是溶洞侧壁反射的，并且常常有弧形的绕射现象。溶洞内的物质为填充物，填充物的反射为弱反射，具有高频，低幅，波形密集的特征。但是，如果填充物为水，局部的波可变强。
4.3富水带探测
含有大量水的岩体区域，如果没有被预测出来，在隧道施工过程中将会释放出大量的水，这将影响隧道的施工进程和施工安全。
如果岩体中含有水，则会影响岩体岩石介质的介电常数，从而影响反射波的波形，传播时间等。具体是，岩石中含水时，岩石的介电常数增大，在介质中具体表现为电磁波的传播速率降低，时间变长，在反射波形图像中则可能出现的是异常的正峰。另一方面，还产生强反射和绕射现象。还会由于出现散射现象而使波形紊乱。不仅如此，频率也发生变化，由高频迅速的变为低频。
4.4探测断层破碎带
断层破碎带由于存在裂隙，这是由外来物质充填到裂隙中，外来物质和原岩性质差异大，所以介质常数差异也大。同时在裂隙中也可能有大量的水充填，这也影响介质常数，裂隙中地下水的存在，使得断层附近以及破碎带附近稳定性差。破碎带空隙多，所以含水多。电磁波在穿过破碎带时，由于破碎带的胶结情况不同岩石性质不同，而使得波形比较乱。具体表现在地质雷达的图像中则表现为：频率变化，偶尔出现断面波，地层发育有反射波，错短的同相轴，振幅能量明显增强，有时有绕射波。破碎带两侧的物质差异构造差异，使得具有波阻抗差异。由于这些波阻抗差异，使得电磁波在通过界面时电磁波的电磁能能量增强同时波幅增大。
4.5裂隙密集带的探测
断裂的两岩体，它们没有发生明显的错动，即就是节理，也称之为裂隙。裂隙的发育对岩体的稳定性有很大的影响。对岩体的强度也有很重要的作用。由于裂隙中可充填不同物质，导致介质常数不同，与周围围岩形成电性差异。当电磁波传播到裂隙时，会产生较强的界面反射波。由于裂隙内充填的物质具有不均一性，直接表现在雷达图像中就是，会有散射、绕射、波形杂乱等特征，波幅变化大。同相轴连续，反映了裂面的平直。
小结
虽然地质雷达技术是目前一种既方便又快捷而且还精确的探测技术，但是地质雷达所得到的资料有时候具有多解性，我们在对探测地区进行分析的时候，最好将地质雷达探测资料与掌子面的地质情况性质相结合，得到更加全面更加有效更加精确的结果。
参考文献：
[1]刘志刚. 隧道隧洞施工地质技术[M ]. 北京:中国铁道出版社, 2001.
[2]趙永贵,刘浩,孙宇等.隧道地质超前预报研究进展[J ].地球物理学进展,2003 , 18 (3) : 460～464.
[3]范占峰，李天斌，孟陆波，等．地质雷达在公路隧道中的应用【J]．公路，2OLO(2)：209-213．
[4]韩振中，张文连．地质雷达在隧道检测中的波形识别及应用【J】．桥隧机械施工技术，2007(12)：66—68．
[5]王正成,谭巨刚,孔祥春.地质雷达在隧道前预报中的应用[J].铁道建筑.2005(2):9-11
[7]高才坤,郭世明.采用地质雷达进行隧道掌子面前方地质情况预报[1J.水力发电,2000,(3):11-13.