地质雷达在公路隧道中的应用

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1、万方数据公路2010年2月第2期HIGHWAYFeb．2010No．2文章编号：0451一0712(2010)02一OZ09一05中图分类号：U459．2文献标识码：B地质雷达在公路隧道中的应用范占锋，李天斌，孟陆波，曾知法(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都市610059)摘要：地质雷达作为公路隧道超前地质预报的手段之一，对预报掌子面前方岩体的微细结构能起到很重要的作用，同时可以作为隧道勘察结果的进一步认识和补充。文章简要介绍了地质雷达工作的电磁波理论基础，并以新扎沟隧道为例，利用SIR一20地质雷达并结合工程地质方

2、法对节理破碎带和地下水成功地作出了预测，这可以减少隧道施工的盲目性，进而有效地防止工程事故，加快工程进度以及保证工程质量。关键词：地质雷达}公路隧道；超前；地质预报地质雷达(groundpenetratingradar，简称GPR)方法是一种用于确定地下介质分布的广谱(1MHz～1GHz)电磁技术。它通过向地下发射高频宽带的电磁脉冲信号，利用地下介质的电磁特性的差异，根据回波信号的振幅、波形和频率等特征来分析和推断介质结构。它具有快速便捷、操作简单、抗干扰、场地适应能力强以及无损等方面的特点。目前地质雷达技术已应用到各个行业，如采矿工程、水

3、利水电工程、地质工程和岩土工程勘察、建筑工程、桥梁道路、隧道工程、管线勘测、环境检测、考古等方面[1]。收稿日期：2009--06—02地质雷达对在公路隧道施工掌子面前方围岩中的断层、破碎带、岩溶空洞等地质灾害的预测预报已经取得了一定成果，如吴永清等人利用该方法在107国道上焦冲、六甲洞和石仓岭3座公路隧道10～40m内的地质超前预报中取得了一定的效果‘21。笔者利用地质雷达对四川省阿坝州新扎沟隧道做了多次预测，并结合工程地质方法，成功地预测到节理裂隙密集带、破碎带和地下水多处，这为施工方合理安排掘进速度起到了指导作用。AStudyonTu

4、nnelDeformationMonitoringBasedonBOTDAZHANGGui-sheng1，MAOJiang-hong2，HEYong2，JINWei-liang2(1．ZhejiangHuangqu’nanHighwayCo．Ltd，Quzhou324000，China；2．InstituteofStructuralEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058。China)Abstract：Duetotheparticularandcomplexenvironmentoftunn

5、elengineering，thelong-termstruc—turaldeformationmonitoringshouldbeadoptedtoensuretheoperationsecurityoftunnel．Inthispaper，anewembeddedmethodbasedtheair-blowingandvacuumgroutingforlongdistancemicrotubuleisintro—duced，bywhichthedistributedopticalfibersensorscanbeaccuratelyem

6、beddedintoconcreteinashortpe—riod．Theanalysisofthestraintransferringmechanismprovesthattheembeddeddistributedopticalfibercaneffectivelyrespondthestrainofstructure．Thebasicmethodfortunneldeformationmonitoringbasedonembeddeddistributedfiberopticalsensorssystemisintroducedbya

7、project．Keywords：tunnelengineering；deformationmonitoring；distributedopticalfibersensors；embeddedopticalfiber万方数据一210一公路2010年第2期1地质雷达在介质中传播的理论基础及波相识别高频电磁波在介质中的传播服从以下的麦克斯韦(Maxwell)方程组：vXE一一挈d￡v×H一歹+挈V·B=0V·D—ID式中：E为电场强度，V／m；B为磁感应强度，T；t为时间，s；H为磁场强度，A／m；．『为电流密度，A／m2；D为电位移，C／m2

8、；p为电荷密度，C／m3。1．1电磁波在介质中的传播电磁波在介质中传播，受介质的介电常数e、磁导率口、电导率口等多种因素的影响。满足上述麦克斯韦方程的、沿z方向传播的频率为∞的平