隧道地质雷达斜井

《隧道地质雷达斜井》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、西铁车2号隧道斜井DHXJO+665掌子面处探地雷达法超前地质预报报告编号：No.1施工单位：中铁二十局集团有限公司探测单位：同济大学山西中南部铁路隧道探测组探测日期：2010年11月22日报告日期：2011年11月23日西铁车2号隧道探地雷达法超前地质预报报告现场操作：报告编写：报告审核：同济大学山西中南部铁路隧道探测组二○一〇年十一月二十三日前言为了给西铁车2号隧道施工提供指导性资料，同济大学西铁车隧道探测组于2010年11月22日对西铁车隧道斜井DKXJO+665处掌子面进行了探地雷达法物探超前调查，

2、目的是查明沿掌子面深度(前方)30m范围内是否存在断层、溶洞或松散区等不良地质现象以及水文地质情况，起到确保施工安全、减少地质灾害、降低危害程度的目的，并为工程优化设计提供地质依据和编制竣工文件提供地质资料。本次地质超前预报工作在DKXJO+665掌子面处布置探测曲线共4条。一、工程与地质概况西铁车2号隧道位于沂源县南山村，隧道穿越碌碡崖、涝崮顶等悬崖陡坡及山间河谷区，其里程为DK1076+119～DK1083+970，全长7851m，进出口线路设计路肩标高分别为312.205m和351.968m，洞身最大

3、埋深234m，最小埋深约27m。隧道穿越低山丘陵区，冲沟发育，其地面标高处于296m~565m之间，相对高差最大约26.9m，自然坡度较陡。隧道穿越的地质岩性以强风化～弱风化灰岩为主，其次为粉质粘土、细角砾土、页岩和花岗岩等。该区域存在岩溶、断层等不良地质现象，且地表水埋深仅0.5m，存在岩溶裂隙水。在隧道DK1080+356处设置一斜井，斜井与隧道正洞成89°交角，斜井隧道全长665m。斜井隧道围岩以强～弱风化灰岩为主，局部夹页岩，该段岩体节理裂隙发育，存在岩溶裂隙水和岩溶较发育。探测里程DKXJ0+66

4、5～DKXJ0+635段地质特征见表1。表1斜井隧道探测里程段地质特征里程范围地质特征DKXJO+665DKXJO+635由强风化～弱风化灰岩组成，局部岩体破碎，裂隙发育，岩体完整，岩溶较发育。二、探测仪器及其基本原理1、探测仪器使用仪器为中国电波传播研究所开发的最新产品LTD-2100探地雷达（见图1-1），配置100MHz天线（见图1-2）。图1-2配套100MHz天线图1-1LTD-2100探地雷达主机2、基本原理探地雷达工作时，向地下介质发射一定强度的高频电磁脉冲（几十MHz至上千MHz），电磁脉冲

5、遇到不同电性介质的分界面时即产生反射或绕射，探地雷达接收并记录这些信号，再通过进一步的信号处理和解释即可了解地下介质的情况。相对于探地雷达所用的高频电磁脉冲而言，通常工程勘察和探测中所遇到的介质都是以位移电流为主的低损耗介质。在这类介质中，反射系数和波速主要取决于介电常数，如下式：式中：Υ为反射系数，ν为速度，ε为相对介电常数，с为光速，下角标分别表示上、下介质。在常见介质中，相对介电常数最小的介质是空气，其相对介电常数为1。相对介电常数最大的介质是水，其相对介电常数为81。当电进入地下遇到不同电性介质的分

6、界面时，会出现反射（图2-1）。如果是规则的管线或空洞，在雷达剖面上将出现典型双曲线图像（图2-2）。图2-1探地雷达原理示意图　图2-2探地雷达剖面记录示意图三、探测方法1、野外探测方法依据工程探测目标体的材料特征和结构特征，结合以往经验，选择100MHz天线进行探测，该天线通过光纤进行光电隔离传输进行触发，以消除收发机的信号传输干扰，同时将上千伏的高压脉冲馈入天线进行探测。探测时，在布设的测线位置上使天线尽可能的贴近掌子面上移动，以保证天线对掌子面的耦合性；主机由单人操作，随天线均匀移动。根据现场调试分

7、析结果，确定主要参数如下：(1)每道（即每个地面采样点）记录长度550ns，2048个时间采样点；(2)采用9点分段增益，由浅至深线性增益；(3)介电常数7。(4)为了消除外界干扰，选用5道平均的方式。2、测线布置在掌子面上布置探测线，见表2和附图1。表2测线布置一览表掌子面所处隧道掌子面里程测线条数测线编号斜井线DKXJO+6654CY-1、CY-2、CY-3、CY-43、执行标准探地雷达探测方法执行的标准为：（1）中华人民共和国行业标准《城市工程地球物理探测规范》（JJ7-2007）；（2）中华人民共和

8、国水利水电行业标准《水利水电工程物探规程》（SL326-2005）。4、数据处理采用中国电波传播研究所开发的IDSP5.0探地雷达处理解释软件对数据进行处理，处理过程包括预处理和处理分析。（1）预处理步骤：①修改文件头参数；②标记和桩号校正；③剖面翻转和道标准化；④添加标题、标识等。（2）处理分析步骤：①浏览整个剖面，查找明显的异常；②频谱分析；③滤波去噪；④振幅增强；⑤异常特征和面层对应相位分析；⑥剖面修饰等。