地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用

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地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用

作者：李良才

来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第08期

摘要：文中通过采用低频地质雷达天线对岩溶地区的隧道基底探测，并结合加深炮孔进行验证，证明了该法是对隧底岩溶探测有效的、可行的方法。对比目前大面积采用钎探，地质雷达方法可大大节省人力物力、减小对施工的影响，并可大大增加探测深度，在目前技术和设备水平条件下最优的隧底探测方法。

关键词：地质雷达岩溶探测

1 问题提出

随着国民经济的发展，国家最近几年加大了对基础设施的建设，在铁路交通方面的建设主要以高速、重载方向的发展，如山西中南部通道的重载铁路，铁路网中长期规划中的四纵四横、跨区际的快速通道和区域城市圈城市轨道交通等高铁或客专的高速铁路。随着建设的深入，高铁已进入我国西部、西南部地区，在经过喀斯特地区时，不可避免会遇到大量的岩溶隧道，为了消除隐患、确保隧道的质量及运营安全，施工期间对隧道基底岩溶必须探测，以便采取相应的对策措施。

根据目前的技术、设备水平，地质雷达物探手段[1-5]是目前城市管线探测较成熟的探测方法，借鉴其特点，在此将该法用于隧道基底的岩溶探测。

2 探测原理

2.1 天线的选择

根据高速铁路隧道的工程实际，隧道断面较大，为了能探测足够深度，确定选用100MHz 天线进行探测。

2.2 探测原理

地质雷达应用脉冲电磁波探测隐蔽介质的分布。地质雷达的发射天线向地下发射高频宽带短脉冲电磁波，电磁波遇到具有不同介电特性的岩溶（空洞或充填泥土）与地层界面时有部分返回，接收天线接收反射波并记录反射波的旅行时间。当发射和接收天线沿物体表面逐点同步移动时，就能得到其内部介质的剖面图像。当基底存在岩溶时，由于岩溶与周围围岩间的介电常数的对比差异，也使得岩溶“可见”，详见图1所示。

图1 检测结果与实际结构的对照图