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Zond-12地质雷达在岩溶区隧道超前地质预报中的应用
郭彪
（辽宁大通公路工程有限公司，辽宁沈阳110000）
摘要：主要用明地质雷达技术在岩溶区隧道超前地质预报中的重要性和必要性，介绍了Zond-12地质雷达系统构成及其工作原理，并举例说明地质雷达在岩溶区公路隧道地质超前预报中的应用。
关键词：岩溶区隧道：地质雷达：超前地质预报
岩溶区工程地质和水文地质条件复杂多变，在前期勘察过程
中，由于勘察工期、精度、经费等多方面原因，很难将隧道的地质情况详细反映出来，因此在施工阶段由于涌水、突泥等造成的安全事故屡见不鲜，而造成这些安全事故发生的主要原因都是对超前预报不够重视，未能探明掌子面前方的不良地质情况。因此超前预报在岩溶区隧道施工过程中就很有必要。
目前常用的隧道超前地质预报物探方法有TSP地震波法、红外探水法、地质雷达法等，而地质雷达法以其高分辨率、无损性、高效率等优点，深受业界欢迎。主要介绍拉脱维亚Zond-12地质雷达在岩溶区隧道超前地质预报中的应用。
1Zond-12地质雷达系统构成及探测原理
Zond-12地质雷达系统主要由发射天线、接收天线、电缆、主机、笔记本电脑、专业电瓶、数据采集及处理软件等组成。其在隧道超前地质预报中使用75MHZ天线，探测深度约30米。
地质雷达是利用电磁波探测地下介质分布和对不可见目标或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。其工作原理为：电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射，经目标体反射或透射，被接收天线所接收
调（全充演）
中风化灰难 3X41+098
贵阳
图1掌子面测线布置情况
图3掌子面势堤情况
图2地质雷达波形图
通过本次探测，推断掌子面前方3-12米（ZK41+101~ZK41+110
段)岩体破碎，岩溶发育，存在溶洞、溶腔。
电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性差异及集合形态而变化，由此通过对时域波形的采
2.4现场开挖情况。根据施工现场开挖可知，掌子面开挖到
集、处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。
ZK41+099时掌子面陆续发现有微小落蚀裂隙，ZK41+101里程时落蚀裂隙开始明显发育，溶蚀裂隙逐渐发育成溶腔，溶腔呈半充填状，
2工程案例
本文以兰海高速贵州境遵义至贵阳段扩容工程上甘坪隧道为
间掌子面拱顶及右侧发育，ZK41+109里程时溶腔逐渐发育成溶蚀
案例对Zond-12地质雷达在岩溶区隧道超前预报中的应用进行具裂隙，ZK41+110里程时溶蚀裂逐渐消失。
体说明。
施工单位施工到ZK41+101里程时发生塌情况（图3），并有
2.1上甘坪隧道工程概况。上甘坪隧道设计两条左右洞分离式
粘性土从上方溶腔口涌出。由于地质雷达探测前方ZK41+101
单行曲线隧道，隧道最大埋深100m，设计洞身宽14.75，洞高5.0m，
ZK41+110段（掌子面前方3-12米）岩体破碎，岩溶发育，存在溶洞、
海拨817.0m，属中低山地貌。
隧道区上覆第四系（Q4）碎石土，下伏基岩为二选系茅口组
人员及机械设备得到了安全保障，从而避免了安全事故的发生。
通过该案例表明，在岩溶区隧道中用地质雷达进行超前地质预
(P1m)灰岩和二迭系中统龙潭组(PI)灰岩、泥质粉砂岩、泥岩、炭质报是可行和有效的。
灰岩及含煤层互层。隧道围岩以V、IV级围岩为主，节理裂隙发育。
隧道区内主要不良地质问题为岩溶。根据隧道设计文件显示，
3结论
3.1地质雷达在岩溶区隧道可以准确的预报溶洞、溶腔等岩溶
该隧道线岩落率为4.0%，见洞率为70%。根据调查资料，洞身段地现象，且具有预报准确、高效、对施工干扰小等优点，预报结果可以表有岩溶现象，洞身存在岩溶现象可能性非常大，综合钻探资料，该
直观反映岩溶的发育形态，能够为隧道安全施工提供有效、可靠的
隧道岩溶场地等级为强发育，容易发生突水、突泥等不良地质现象，
依据。
场地地质条件复杂。
3.2在对地质雷达数据进行解译时，除应选取准确数据、合适参
主数外，还应结合勘察资料和掌子面地质情况，此外还需要大量的实
2.2掌子面地质情况。掌子面里程ZK41+098，掌子面地层岩性
为灰岩，灰色，中风化，节理裂隙较发育，岩体较破碎。掌子面左下角处有一小型落洞，全充填，充填物为粘性土。综上所述，现场判定围岩等级为IV级。掌子面测线布置情况见图1。
2.3地质雷达探测结果分析。根据地质雷达在掌子面探测波形
际经验和丰富的物探和地质知识。
3.3任何一种物探方法都有其局限性，由于岩溶区隧道地质条件复杂，单一物探方法不能够准确的对前方地质情况进行预报，故应结合每个隧道地质条件和特点，综合多种方法进行预报工作，以
图（图2)分析，掌子面前方地质情况可以分3个段落，具体分析如”加强预报工作的准确性。
下
3.4Zond-12地质雷达易受钢拱架及其他钢铁制品影响，使用
①ZK41+098~ZK41+101段（掌子面前方0-3米）：雷达波反射时应予以注意。
报幅较强，同相轴连续，推测该段岩体破碎，局部存在小型溶腔
参考文献
②ZK41+101~ZK41+110段（掌子面前方3-12米）：雷达波为
[1]辽宁省交通规划设计院.兰海高速贵州境遵义至责阳段扩容工程
强反射波组，为节理裂隙发育显示，反射波振幅增强，同相轴连续，地质勘察报告，2014
局部雷达波絮乱、间断，为地下水发育显示，推断该段节理裂隙发[2]孙建国,王芳其.PUSLE-EKKO地质雷达在隧道超前地质预报中
的应用[公路交通技术,2006,10(5):104-107
育，岩体破碎，岩溶发育，存在落洞、落腔等。
为[3]杨有福.超前地质预报在高风险岩溶隧道中的应用[]四川地质学
3ZK41+110~ZK41+128段（掌子面前方12-30米)：雷达波为水平低幅反射波组，推测该段岩体相对较完整。
报,2014,11(34):150154.
万方数据