探地雷达在五星坪隧道超前地质预报中的应用

张　 斌

（安徽省煤田地质局水文队，安徽 宿州 234000）

摘　要：隧道地质条件的复杂性和多变性，在勘察阶段要准确无误地确定围岩的状态、特征，并准确预测隧道施工中可能引发的地质灾害的位置、规模及性质是十分困难的。利用探地雷达超前预测预报具有针对性，可以提高预测预报结果的准确性，及时指导施工和修正工程设计，确定施工方案和措施。

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关键词 ：探地雷达；隧道；地质预报；成像技术

中图分类号：P11 文献标志码：A文章编号：1000-8772（2014）25-0197-01

1 引言

地质雷达由置于隧道掌子面发射天线送入隧道掘进方向的掌子面高频电磁波脉波（主频为数十兆至数百兆乃数千兆赫），当其在岩体传播过程中遇到不同目标体（岩石破碎带、溶洞、断层裂隙等）的电性介面时就有部分电磁能量被反射折向掌子面，被接收天线接收，并由主机记录，得到从发射经岩体界面反射回到接收天线的双程走时t。当岩体介质的波速已知时，可根据测到的精确t 值求得目标体的位置和深度。这样，可对各测点进行快速、连续地探测，并根据反射波组的波形与强度特征，经过数据处理得到地质雷达剖面图像。而通过多条测线的探测，则可了解隧道掌子面目标体断面分布情况[1-6]。

2 工程实例

五星坪隧道位于兰州市七里河区，地处黄土梁卯区。地面高程1906-2095，相对高差150-400m。在水流切割侵蚀作用下冲沟发育，沟深坡陡。隧道起止里程IDK1029+454～IDK1035+855，全长6401m，为双线隧道，线间距为4.6m。最大埋深为395m，隧道开挖宽度最大14.72m，开挖高度12.58m，开挖面积151.59m2，属大断面黄土隧道。洞身IDK1029+518.064～IDK1033+542.511，IDK1033+773.939～IDK1035+

410.418位于半径为R=3004.6m曲线上，其余段落在直线上。洞身纵坡为-20‰/3346m，-10‰/2900m，-20‰/55m的单面下坡。

洞身穿越围岩主要是第四系上中更新砂质黄土，细圆砾土及粗圆砾土，设进出口端、1#、2#横洞承担施工任务，正洞V级围岩2507m，IV级围岩3830m，其中IDK1029+476～IDK1029+760，IDK1030+090～390，IDK1031+690～IDK1032+170段为V级围岩，计1064m，IDK1029+760～IDK1030+090，IDK1030+390～IDK1031+690段为IV级围岩，计1630m，宝鸡端洞门采用倒切式，兰州端采用正切式，洞身采用超前支护+锚网喷+钢拱架或者格栅拱架初期支护形式，曲墙复合式衬砌。

3 结论

图1是雷达探测的结果剖面。如图所示所示，IDK1029+597.4～IDK1029+599.5段探地雷达信号反射波能量较弱，无明显物性异常，推断该段围岩相对掌子面（IDK1029+597.4）没有明显变化，建议施工时照常支护。

IDK1029+599.5～IDK1029+607段雷达信号发射波能量较强，有明显物性异常，推断该段围岩相对掌子面（IDK1029+597.4）变差，建议施工时加强支护。

由于围岩较软，对电磁波信号衰减作用较强，20m以后未接收到有效雷达反射信号。

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参考文献：

[1] 王昌衡，梁新权，徐国元，张仕成.探地雷达在公路隧道检测中的应用[J].公路运输文摘 ，2003，（07）.

[2] 刘学东.探地雷达技术在中条山隧道施工中的应用[J].水利与建筑工程学报 ，2011，（01）.

[3] 陈红伟，岳学峰.探地雷达在隧道质量检测中的应用[J].山西建筑 ，2010，（29）.

[4] 陆同寿.中国公路隧道建设近况[J].土木工程学报 ，1990，（03）.

[5] 岩土工程文献索引——探地雷达部分[J].地质装备 ，2003，（Z1）.

[6] 王振信.公路隧道安全问题初探[J].地下工程与隧道 ，2003，（01）.

（责任编辑：赵蕾）