蔡晖：探地雷达在隧道岩溶探测中的应用
D0l:10. 13379/j. issn. 1003-8825. 2014.01. 40
探地雷达在隧道岩溶探测中的应用
蔡晖
（福建省高速公路建设总指挥部，福州350108）
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摘要：某在建隧道地质情况复杂，开挖过程中，隧道底部出现溶洞，地下水发育，已完成的仰拱段可能存在岩溶分布。通过探地雷达的探测，分析该隧道段的典型波形图，确定出了该段隧道底部岩溶的分布情况，并通过钻探资料验证，两者基本一致，为隧道安全施工提供了保障。
关键词：探地雷达；落；隧道底部
中图分类号：U455
0引言
文献标志码：B
地质问题中，岩溶对隧道安全威最大的为半充填或全充填溶洞，其充填物为砂质黏土、水或空气，与围岩的地球物理性质差异较大(1-3)。探地雷达又称地质雷达（GPR），其本质是利用物性差异来解决地质间题的一种勘查方法。近年来，采用探地雷达技术探测地下地质灾害间题的方法应用越来越广泛。该方法具有快速、无损、简便、对施工干扰小的特点，且有很高的分辨率，探测成果可靠，能为隧道施工及设计变更治理提供科学依据。本文采用探地雷达对某隧道岩溶进行探测，确保隧道的施工安全。
探地雷达工作原理及可行性 1
（1）探地雷达属于电磁波物理探测方法，其设备由两个主要部分组成：控制主机和天线。通过天线T将呈脉冲形式的高频电磁波发射至所测地层中，经地层界面反射后，由另一天线R接收送人放大器，放大信号经处理后记录下来，并通过打印机输出，或将记录的信号数据化后再进入计算机进行解释，如图1。图中T为发射天线，R为接收天线，两者间距为X.，H，为地层的厚度，在R，T面进行探测。波从T出发，按几何光学原理经地质界面返回到达 R，设电磁波在地层介质中电磁波的传播速度为V. 由简单的几何关系可确定电磁波在地层中的传播速
度，进而就可以计算出地层的厚度。收稿日期：2013=0725
作者简介：票晖（1973-），男，福建莆田人。高级工程师，硕
士，主要从事地下工程相关的研究工作。E-mail： 974323518@ qq, com。
文章编号：10038825(2014)010175-04
发射机
腰收机
天线T
R天线
17777777777777777777777
H,
图1地质雷达探测原理示意
（2）在完整石灰岩中，电磁波的传播表现为弱反射、弱衰减、反射同相轴一致性好的特征，其频谱特征量现为振幅能量主要集中在一个频率上，且其值比较固定。但在岩溶区域，电磁波的传播在雷达剖面图像上，表现为强反射、强衰减、多次震荡、反射同相轴发生绕射、错断等复杂的图像特征，并且振幅能量集中在两个或多个频率上，同时由于岩溶性质的不一样，其频率会发生变化。这样，根据雷达信号的振幅、频率、相位、速度等众多属性参数分析，并结合现场实际的地质情况，就可从这些复杂的雷达剖面图像特征中，提取岩溶地质信息如岩溶区域的位置、大小、深度、产状、充填物性质等(4]。
2参数选取及测线布置 2.1探测目的
通过处理现场采集的探地雷达数据，对得到的振幅、频率、相位、速度参数及频谱图特征进行分析，并结合现场观测到的实际地质情况（构造、岩性、水文等），确定所探测区域岩溶的分布位置、大小
规模、充填物性质等。 2.2参数选取