隧道超前地质预报技术及应用

在隧道开挖过程中,对掌子面前方的地质条件进行比较准确的预报,可有效地防止工程事故、加快施工进度以及保证工程质量。本文对隧道超前地质预报的一些常用方法及其优缺点做了简要的介绍和比较,并以某高速公路隧道建设为例,介绍了地质雷达在超前地质预报过程中的应用情况,为地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用积累了一些经验。     

千岛湖配水工程隧洞超前预报中的综合物探技术

将TSP、探地雷达及红外探测技术用于千岛湖配水工程隧洞超前预报中,结果如下:TSP对溶洞的探测分辨率低,对岩体破碎区探测效果较好,其异常特征表现为杨氏模量、密度及纵波波速偏低;探地雷达很适合于灰岩区隧洞超前预报,雷达反射剖面呈现强振幅及双曲线状同相轴的区域预示溶洞发育;红外探测受隧洞喷混凝土水化热干扰影响巨大,无法单独用于隧洞地质预报,当围岩质量级别较差时此缺陷尤为明显。     

TSP探测精度分析及其在过江隧洞超前预报中的应用

针对TSP预报工作耗时长、经验依赖性强等问题,以提高TSP探测精度与效率为目标,分析了影响TSP数据采集与处理精度的关键因素,总结了提高TSP探测效率的经验。结合千岛湖配水工程某过江隧洞段地质超前预报工程,在TSP探测分辨率下降的区域开展TSP跟踪预报或地质雷达探测工作,对物探异常区辅以钻探验证。结果表明:岩体完整性差地段的TSP纵波波速、密度及各力学模量值偏低,TSP对破碎带探测较敏感,对基岩裂隙水识别能力相对较弱,纵、横波波速均偏低的区域岩体富水的概率更大;岩体破碎含水区段雷达电磁异常特征表现为反射波振幅强,同相轴错断,主频偏低。综合预报成果发挥了各种预报方法优势互补的作用,为隧洞支护及超前注浆方案的优化提供了重要参考。      

岩溶区隧道暗河的综合预报及治理方案研究

为确保岩溶区隧道施工安全,利用综合预报分析方法可准确地对地质异常体进行预测,可明显减少发生灾害的可能性。以大广南高速公路紫荆山隧道为工程背景,通过地质分析研究了紫荆山隧道的岩溶发育特征,利用TSP（隧道地震预测）超前地质预报方法对ZK221+960处暗河位置进行了准确预报,并利用地质雷达对暗河的走向进行了短距离探测,探测结果与实际揭露走向基本吻合。针对紫荆山暗河,分析了各种暗河处治措施优缺点,最终制定了泄水洞方案。在保证隧道施工安全和工期的前提下,对泄水洞方案进行了优化处理,优化后的处理方案在紫荆山暗河治理中取得了较好的效果,其结果对类似工程具有一定的借鉴意义。     

探地雷达在公路隧道超前地质预报中的应用

 探地雷达作为公路隧道超前地质预报的手段之一,对预报掌子面前方岩体的微细结构能起到很重要的作用,同时可以作为隧道勘察结果的进 一步认识和补充。以新扎沟隧道为例,利用SIR 20探地雷达并结合工程地质方法,对节理破碎带和地下水成功地做出了预测。对这几种不良地质体 雷达反射波的频谱特征做了简要研究,为以后探地雷达探测数据的解译积累了经验。     

地质雷达超前预测不良地质体图像的智能识别

采用GPR地质雷达进行隧道超前地质预报,当掌子面前方存在溶洞时,地质雷达时间剖面常出现双曲线特征图形。针对这一比较成熟的先验知识,提出采用神经网络模式识别方法自动识别地质雷达图像中的双曲线,以此实现智能预测掌子面前方溶洞这一不良地质体。结果表明,这一方法是可行的。      

小波阈值法的改进及在地质雷达探测中的应用

隧道超前地质预报是否准确,高信噪比的地质雷达信号是关键。在进行地质雷达探测时,由于受到周围复杂环境的影响,采集的雷达数据中含有各种干扰信号,降低了信号质量,直接影响到解译人员对地质条件的解读,影响了隧道超前地质预报的精确度。因此,本工作提出利用一种优化过的阈值方法对信号进行去噪,提高信噪比。优化主要是从优化阈值选取方式和优化阈值函数的选取两个方面对软阈值方法进行优化,并且通过仿真实验进行验证。结果显示信噪比的提升和均方差的减小幅度上以及去噪效果三方面对比,实验证明改进方法更优于软硬阈值方法,改进方法可适用于实际雷达数据干扰信号的处理,能提高信号信噪比,更好的还原信号。     

雷达探测技术及应用

阐述了雷达探测技术的基本原理，探测方法和应用条件，通过几个应用实例说明了该方法在解决工程地质，水文地质问题及探测其它地质异常体，地质界面中的有效性及应用前景。     

地质雷达在公路隧道短期地质超前预报中的应用

以西部开发贵州某高速公路隧道建设为例,阐述了地质雷达应用于公路隧道施工中地质超前预报的几个成功实例,说明了短期地质超前预报的重要性,为地质雷达在隧道短期地质超前预报积累了一定的经验。     

TRT地质超前预报技术在矿山中的应用探讨

阐述了TRT地质超前预报技术的工作原理及技术特点,介绍了该技术的探测方法.根据具体工程,利用钻探分别对TRT探测的异常区进行了验证,论述了TRT地质超前预报技术在矿山实际探测中应注意的问题,分析了预报失败的原因,提出了其中存在的问题及下一步改进的意见.     

物探检测方法在复合地基检测中的应用--以广州石化总厂航煤油罐复合地基为例

介绍了利用瑞利波,地质雷达,钻孔波速测试原理检测强夯碎柱复合地基的方法,实践表明,工程物探测结果与常规方法检测结果相一致, 有低成本,高效率等特点。     

X3M探地雷达在城市地下管线探查中的应用

论文介绍了X3M探地雷达在地下管线探查的应用,对一些典型的探测图像进行了说明,并对其工作方法提出了一些建议。     

探地雷达在公路隧道衬砌检测中的应用

分析总结了隧道衬砌存在的常见问题及缺陷在雷达图像中的显现特征,并将探测结果与实际地质概况进行对比分析。结果表明,探地雷达能够对隧道衬砌实施连续扫描,获得形象直观的探测图像,利用探地雷达检测公路隧道衬砌,具有无损、快速、广泛、精确等优点。      

探地雷达技术在古城墙修缮中的应用

平遥古城墙是我国珍贵的文化遗产。由于古城墙经历年代久远以及近代人为破坏,其内部结构发生了很大改变,目前已有部分马面和墙体出现裂缝,甚至发生了严重的跨塌事故。本文以探地雷达技术的应用为基础,简述了探地雷达在古城墙修缮中的基本原理及应用。通过讨论探地雷达技术对目标体的检测,分析古城墙雷达剖面,得出了城墙内部存在松软土体、孔洞、裂缝等结构缺陷,并给出危险等级,为制定修缮计划提供了可靠的依据。     

基于改进残差法的定向钻孔雷达三维成像算法

钻孔雷达是探地雷达的一种。传统的钻孔雷达可以确定目标地质体的深度,却无法判定目标地质体的精确方位;定向钻孔雷达不仅可以确定目标地质体的深度,还可以精确地确定目标地质体的方位。本文研究的定向钻孔雷达包括1个发射天线和4个接收天线。本研究通过增加移动窗口,进行窗口内的方位识别计算来实现残差法的改进。传统的残差法只能对一个目标进行方位识别;改进后的残差法可对井眼周围任意多个目标进行方位识别,并且利用4个接收天线所接收到波形的不同来确定目标地质体的精确方位,并开发了三维成像算法。最终利用模型得到合成数据,求得方位角,结合方位角进行三维成像,三维成像结果中井眼的正东方向和正南方向都有一个明显的异常,与原模型吻合良好。     

矿井地质雷达超前探测正演模拟

用时间域有限差分(FDTD)法建立矿井地质雷达的模型。采用理想频散关系和超吸收边界条件,对几个典型矿井地电模型进行了正演模拟,研究了矿井地质雷达超前探测的剖面特征。巷道对各道直达波能量分布及波列形状有明显影响;煤岩分界面主要影响反射波能量分布。      

探地雷达应用于城市固体废弃物填埋场的构想

介绍了探地雷达技术的基本工作原理及其在某些领域的应用效果,提出了应用探地雷达技术进行城市固体废弃物填埋场选址、渗漏检测以及封场后覆盖层厚度测定等研究的构想,并探讨了探地雷达技术的可行性和技术优势。在总结相关文献的基础上,结合现场调查认为,应用探地雷达技术进行填埋场选址、渗漏检测以及封场后覆盖层厚度测定等研究工作是行之有效的一种新方法。     

Integration of sedimentology and ground‐penetrating radar for high‐resolution imaging of a carbonate platform

Ground‐penetrating radar has not been applied widely to the recognition of ancient carbonate platform geometries. This article reports the results of an integrated study performed on an Upper Jurassic outcrop from the south‐east Paris basin, where coral bioherms laterally change into prograding depositional sequences. Ground‐penetrating radar profiles illustrate the different bedding planes and major erosional unconformities visible at outcrop. A ground‐penetrating radar profile conducted at the base of the cliff displays a palaeotopographic surface on which the outcropping bioherms settled. The excellent penetration depths of the ground‐penetrating radar (20 m with a monostatic 200 MHz antenna) images the carbonate platform geometries, ranging between outcrop workscale (a few metres) and seismic scale (several hundreds of metres). This study supports recent evidence of icehouse conditions and induced sea‐level fluctuations controlling the Upper Jurassic carbonate production.     

探地雷达探测地下管线技术与应用实例

根据探地雷达的探测原理及技术参数影响因素，提出了工作频率的选择方法。以广州和商丘两地的两个探测实例，介绍了如何根据管径、埋深确定天线频率、天线距、采样点距、时窗等探地雷达技术参数；并选择已知埋深的管线，对波速进行实地测定，以便在探地雷达剖面上对目标体的埋深作出精确解释。     

探地雷达在隐伏岩溶区工程地质勘探中的应用

在简要介绍探地雷达工作原理、方法及雷达图象资料处理、解释等基础上,以广东增城高滩圆盘岭桥基选址探地雷达技术的应用为例,剖析了隐伏岩溶的雷达时间剖面中岩溶的反射波形组特征。在场地钻勘验证的基础上,为隐伏岩溶区地基的处理与施工提供了工程地质依