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1、总第113期西部探矿工程seriesNo.1132005年第9期WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERINGSept.2005+文章编号:1004—5716(2005)09—0128—03中图分类号:U452113文献标识码:B高速公路隧道检测中的地质雷达波形分析及应用12周俊峰,吴汉杰(1.珠海市公路局斗门分局,广东珠海519100;2.广东交通实业投资公司,广东广州510101)摘要:阐述了地质雷达检测的基本原理及解释方法,详细分析了该方法在检测隧道的衬砌厚度、脱空、开裂以及围岩富水等病害的波形特征,探讨了地
2、质雷达检测技术在公路隧道中的应用效果。关键词:地质雷达;隧道;波形分析1概述是物探领域发展较为迅速、效果较为显著的方法之一。隧道作为高速公路施工中的重点环节,为缩短公路里程,节2地质雷达检测的基本原理约投资成本,增加公路美观效果等起到很重要的作用。但由于隧地质雷达利用主频为数十兆赫至千兆赫波段的电磁波,以道支护质量较难检测,易给通车后的营运和安全遗留下隐患。隧宽频带短脉冲的形式,由地面通过天线发射器(T)发送至地下,道常见的问题有衬砌厚度不够、衬砌与围岩间存在脱空区、塌方经地下目标体或衬砌结构层的界面反射后返回地面,为雷达天回填不实
3、等。由于以上问题的存在,降低了衬砌的承压力,严重线接受器(R)接受。影响隧道的稳定,甚至可造成拱部坍塌。如果对以上问题能及时电磁波的走时为:22发现,采取适当的加固措施,可将施工中存在的质量隐患排除在t=4z+x/v(1)-9正常营运之前,确保以后隧道的正常使用。式中:t———雷达电磁波走时,ns,1ns=10s;地质雷达检测是近年来应用于浅层探测的一项新技术,其z———反射体深度,m;特点是快速、无损、连续检测,并以实时成像的方式显示探测结x———接收天线与反射天线的距离,m;果,分析、解释直观方便。加上其探测精度高、样点密、工作
4、效率v———地质雷达发射的电磁波波速,m/s。高等优势而倍受青睐。使用地质雷达对隧道衬砌结构进行检测,地质雷达的天线发射及接受器有单置式和双置式之分,单表3天子岭隧道区岩溶发育程度分析表表4天子岭隧道正常涌水量计算表岩溶/洼降水入渗系数(α)集水面积(A)隧道涌水量(Q)分布岩溶/洼岩溶/洼岩溶/洼地隧道年降出露地地总岩溶发强烈中等碎强烈中等碎位置面积地数量地密度面岩溶率长度强烈中等碎雨量层时代面积育程度岩溶岩溶屑岩溶岩溶屑(km2)(个)(个/km2)(%)L岩岩溶屑W(km2)化化岩化化岩(m)溶化化岩(mm)天子岭C(km2)
5、(km2)(km2)(m3/d)(m3/d)(m3/d)1y8.25260.253.153.03强烈发育隧道D229000.50.30.1516272.431.881.005416.452514.30668.703x1.8010.0010.560.05欠发育D13x10.01620.386.23.80强烈发育注:岩溶发育强度必须结合水文地质分区进行,地表面岩溶率为表征地表条件复杂而不易搞清补给条件的地区;根据隧道通过地段的降水径流入渗系数的一个指标。量、集水面积并考虑地形地貌、植被、地质和水文地质条件选取合适的降水入渗系数值,可宏观
6、、概略预测隧道正常涌水量;用式隧道区属亚热带海洋季风气候区,并受大陆性气候影响,四(6)计算的降雨渗入量作为隧道涌水量,方法粗略简便,属于估算季分明,温和湿润,根据当地气象/水文部门多年收集的资料分析性质。在现场勘探、试验有困难的情况下常采用此种算法提供初显示,多年平均气温20.3℃,最高气温42℃,最低-4.3℃,山区测阶段或全段隧道的涌水量。有霜冻和积雪;年平均降雨量为1540～1674mm,丰水期主要集中在4～8月,占年降雨量的65%;多年平均蒸发量1627mm,丰参考文献:水期蒸发量一般小于降雨量,枯水期蒸发量大于降雨量。[
7、1]水文地质手册[M].地质出版社,1990.根据以上分析,将有关数据代入式(6),计算结果见表4。[2]石振华,等.城市地下水工程与管理[M].中国建筑工业出版社,3经计算该隧道涌水量Q=8599.45m/d。1993.3.4适用条件评价[3]铁路工程水文地质勘测规范(TB10049-96)[S].该方法仅适用于埋藏深度较浅的岩溶隧道,岩溶等水文地质[4]铁路供水水文地质勘测规则(TBJ15-96)[S].©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrigh
8、tsreserved.http://www.cnki.net2005年周俊峰,吴汉杰:高速公路隧道检测中的地质雷达波形分析及应用第9期129置式为发射与接受器同置一体,双置式为反射与接受分体。度、圈定异常体范围等。使用单置式天线计算探
