探地雷达在南京地铁隧道工程检测中的应用.pdf

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1、第38卷第5期物探与化探Vo1．38．No．52014年10月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICALEXPLORATION0ct．．2014doi：10．11720／wtyht．2014．5．38董茂干，吴姗姗，黄宁，等．探地雷达在南京地铁隧道工程检测中的应用[J]．物探与化探，2014，38(5)：1090—1094．http：／／doi．org／10．11720／wtyht．2OI4．5-38DongMG．wusS，HuangN．eta1．Theapplication0fgroundpenetratingradart0subwYtunnelengineefingtestingi

2、nNanjing[J]．GeophysicalandGe‘ochemicalExploration，2014，38(5)：1090—1094．http：／／doi．org／10．11720／wtyht．2014．5．38探地雷达在南京地铁隧道工程检测中的应用董茂干，吴姗姗，黄宁，刘国辉(1．江苏省地质勘查技术院，江苏南京210049；2．南京地质调查中心，江苏南京210016；3．石家庄经济学院，河北石家庄050031)摘要：溶洞是地铁隧道工程的重要检测内容之一，探地雷达波在溶洞中传播的信号特征与围岩存在明显的差别，雷达反射波组的振幅、波长和频率会随着介质的电性变化而改变，正确识别溶洞的雷

3、达波组特征是判别溶洞存在及其性质的关键所在。以南京地铁二三号线滨江路站一五塘村站之间地铁隧道下方岩体内隐含溶洞探测为例，着重讨论了溶洞在探地雷达检测剖面上的波形显示特征，结合钻孔验证，说明探地雷达技术在城市地铁隧道工程溶洞探测中是有效的和实用的。关键词：探地雷达；地铁隧道；溶洞探测；雷达波形中图分类号：P631文献标识码：A文章编号：1000—8918(2014)05—1090—05我国很多的南方城市都建设在环山地区．城市铁隧道横穿幕府山背斜的西南端碳酸盐岩类裂隙溶基岩埋深浅，在地铁隧道建设过程中，由于隧道埋深洞含水岩组[2j，该处主要分布着古生界灰岩、白云一般较浅，所穿过的岩层主要是山体

4、的强风化层或质灰岩地层．地下水埋藏深度在1O～30m探测的中风化层，往往完整性较差，岩体比较破碎，有的岩YK12+362～YK12+738段隧道埋深约25～30133，隧体内溶洞十分发育。隧道下方岩体内发育的溶洞不道轴向上北高南低。横向上西高东低，轴线坡度约但影响地铁隧道的稳定，而且严重影响地铁隧道日5。，主要为震旦系灯影组灰岩，局部地段岩体较破后的安全运营，因此，必须查明隧道下方岩体内是否碎。隧道下方有溶洞发育，一般为充填性溶洞，裂隙发育溶洞及其位置、规模、深度，以便在隧道二次衬发育隧道YK12+572～YK12+512段为幕府山街砌施工前进行处理，排除隐患。道断裂，漏水严重，在隧道YK

5、12+702处，岩体由灰地铁隧道延线的地质信息一般靠详勘阶段的钻岩变化为泥岩。隧道穿过岩体的情况见图1所示。孑L来获取，但由于钻孑L的布置间距相对较大．数量较依据探地雷达的工作原理，开展探地雷达探测少，因此无法全面掌握地铁隧道下方岩体内溶洞发技术工作的前提条件是探测目标体与其周围介质之间的介电常数存在差异¨4]本次隧道探测介质的育的状态。探地雷达(GPR)是用高频脉冲电磁波来确定介质内部物质分布规律的一种地球物理方相对介电常数为：空气，1；水，81；灰岩，7～8；淤泥，5法，具有高效、快速、抗干扰、无损、分辨率高、受勘探～30；钢架．∞；泥岩，7；黏土，5～40，差异较大，具备开展探地雷达

6、工作的前提条件。场地条件限制小等特点，已被广泛应用于工程各领本次探测采用的是美国GISS公司的生产的域，成为浅层勘探的有力工具l】]。在南京地铁的隧SIR一20型探地雷达仪，检测天线为频率100MHz的道下方岩体探测工程中，使用探地雷达发现了存在单体屏蔽天线，采样点数为1024，增益点数设置为的一些较危险溶洞，取得了较好的探测效果。5，扫描率30scans／s，记录长度200HS，垂直高通滤1工程概况波25MHz，垂直低通滤波300MHz，主要目的是查明隧道底部下方6—7n3内岩体中发育的溶洞。南京地铁3号线滨江路站一五塘村站之间的地收稿日期：2013-06—10·1094·物探与化探38

7、卷TheapplicationofgroundpenetratingradartosubwaytunnelengineeringtestinginNanjingDONGMao—Gan，WUShan．Shan，HUANGNing，LIUGuo—Hui(1．GeologicalExplorationTechnologyInstituteofJiangsuProvince，Nanfing210049，China；2．Nanji