地质雷达在隧道地质预报中的应用

施建超1 ,赖秋燕2

摘 要：随着中西部地区隧道工程建设的发展，中西部地区地质情况复杂的问题严重影响隧道工程建设，威胁建设队伍的生命和财产安全。隧道超前地质预报技术能有效避免不良地质对工程建设的影响。国内外学者开展了一系列理论分析、模型试验以及现场试验研究。总结地质雷达超前地质预报技术的研究进展，分析了掌子面前方地质雷达和孔内地质雷达的原理及优缺点。

关键词：隧道工程；地质雷达；超前预报

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0引言

大量的工程实践表明中西部地区隧道工程建设面临的地质情况复杂，存在煤层、瓦斯、岩溶、层间裂隙、破碎带、采空区、地下暗流和承压水等不良地质，严重影响隧道工程的安全施工和安全运行，本文通过对文献阅读，在各位学者的研究基础上，对地质雷达预报技术的原理、预报形式及最新的研究成果进行总结，为广大研究人员提供参考。

1掌子面前方的地质雷达探测法

根据天线布置位置的不同，又分为掌子面前方地质雷达点测法和孔内地质雷达采集法。地质雷达点测法是指将地质雷达天线置于隧道掌子面前方直接探测的方法，其测线又有很多不同布置方式，布置方式如图3所示[1-3]。在实际应用中发现田字型测线布置方式预报准确率最高，但是所需时间在1至2个小时之间时间较长。单线型测线的精度相对较低，所需时间在需时间在10至15分钟，但是难以达到隧道安全施工的精度要求，其余测线布置方式的

 

收稿日期：

作者简介：施建超（1995），男，主要从事固废料的再生利用研究，E-mail：[e-mail]

预报精度和所需时间介于单线型和田字型测线之间。

图1  测线布置示意图

Fig.1 Schematic diagram of survey line layout

2孔内地质雷达法

孔内地质雷达是指通过在掌子面前方钻孔，将发射天线和接收天线置于孔内的探测方法。跨孔雷达需要在掌子面上至少钻两个钻孔，将发射天线和接收天线分别置于两个钻孔中。探测时发射天线先在一个钻孔中固定位置不动，接收天线在在另一个钻孔中移动扫描，然后发射天线移动到下一个位置固定，接收天线再次移动扫描，重复上述操作，直至发射天线移动位置覆盖整个钻孔。

图2  跨孔雷达示意图

Fig.2Schematic diagram of cross-hole radar

3结论

(1)掌子面地质雷达探测法的测线布置形式多样，一般测线布置越多，精度也就越高。一般需要在两根测线以上才能满足隧道施工的精度要求。

(2)孔内地质雷达不但能有效反映隧道前方的地质情况，还能在一定程度上反映不良地质的形状及体积等。但是孔内地质雷达需要钻孔，相对于掌子面前方的地质雷达法更加耗费时间。

[参考文献]  (References)

[1]安邦. 隧道竖向无充填溶腔的探测及其对围岩稳定性影响分析 [D]. 成都：成都理工大学,2020.

BANG A. Detection of Vertical No-filling Karst Cavity along Tunnel and Analysis of Its IMPact on Surrounding Rock Stability—Take Laobishan Tunnel of ChengKun Double Railway Track for [D]. Chengdu;Chengdu University of Technology,2020.

[2]袁晨瀚. 基于TGS360pro和GPR 的岩溶隧道富水段判识方法研究 [D]. 成都：成都理工大学,2019.

CHENHAN Y. Research on Identification Method of Water-rich Section of Karst Tunnel Based on TGS360Pro and GPR [D]. Chengdu; Chengdu University of Technology, 2019.

[3]黄侃. 地质雷达与TSP在公路超前地质预报中的应用 [D]. 南京：东南大学,2016.

KAN H. Application of geologgical radar and TSP in geology forecast for highway tunnel [D]. Nanjing; Southeast University, 2016.