地质雷达探测技术在象山隧道岩溶段的应用

被评为高风险隧道的龙厦铁路象山隧道地质复杂,尤其是1,2#斜井间溶洞区域,地质情况极其复杂,地下水很发育,安全风险高,施工压力大。象山隧道采取多种探测手段综合地质预报,而其中地质雷达在短距离溶洞探测方面相对准确。就地质雷达探测的方法特点、优势进行阐述,并对地质雷达在1#斜井左线溶洞段的应用进行分析、总结及与开挖情况对比,说明地质雷达预报整体的效果。     

公路隧道溶洞探测与处治技术

针对隧道工程建设中溶岩地质会对隧道结构稳定性产生较大影响的问题,以河百高速公路隧道施工为依托,采用地质雷达法对隧道进行超前地质预报。通过对电磁波在不同介质中的传播速度、波形振幅的差异以及掌子面地质观察和波形图进行分析,确定溶洞的位置、大小及规模;以隧道的实际开挖情况验证地质雷达探测溶洞的准确性,并对溶洞的处理方法进行比选。     

地质雷达探测溶洞等地质体机理研究及实例分析

阐述了地质雷达的探测原理，对雷达探测溶洞等地质体的可行性进行了分析，提出了提高雷达判别准确度的相关措施。对雷探技术用于隧道短距离超前地质预报有一定的借鉴。     

渝湘高速公路酉武段桥梁桩底溶洞探测

介绍桩底溶洞探测方法、探地雷达技术探测原理及方法特点,结合渝湘高速酉武段工程实例,详细介绍探地雷达在桥梁桩底岩溶探测的应用成果,对利用地质雷达探测桩底溶洞进行论述并结合钻探加以验证,可为岩溶地区桥梁桩基基底安全提供可靠技术保证。     

掌子面前方边墙溶洞的地质雷达探测方法研究

由于电磁衰减和足印的限制,导致掌子面前方5 m范围内的边墙溶洞往往难以被地质雷达所识别,从而影响地质预报的精度和施工安全.针对目前对其探测方法的研究较为少见的特点,为了能实现有效地对其进行探测,以广西六寨至宜州高速公路40座公路隧道为依托,进行了大量的现场探测,总结出探测该范围内边墙溶洞的方法,现场开挖验证表明:该方法能较为准确地探测出边墙溶洞,从而降低施工中的风险.研究成果为提高超前地质预报的探测精度提供了新的方法,对地质雷达现场探测具有一定的参考意义.     

地质雷达多频率参数探测隧道下部结构状况的应用

隧道下部在施工期间或施工后,对于局部地质较为复杂地段和施工工艺复杂段,需进行加强和补充探查.探查方法是使用地质雷达进行大面积覆盖式探测,以期查明路基、路面下方有关情况,如15 m内有无较大溶洞及含水情况、仰拱充填层密实情况等,然后根据探测结果决定是否采取钻探验证.主要阐述采用多频率地质雷达并结合钻孔验证进行隧道下部探测.     

隧道超前预报GPR正演模拟与应用研究

穿越长距离、大埋深、地质条件复杂的隧道工程在开挖过程中易发生涌水、突泥和塌方等地质灾害问题，为确保隧道施工安全有序进行，采用一种分辨率高、抗干扰能力强、高效直观的探地雷达GPR及其正演模拟技术对掌子面前方不良地质体进行超前预报。为提高对探地雷达探测不良地质体图像特征的解译，采用时域有限差分法FDTD模拟充水、充泥和充气溶洞模型，充水和充泥的软弱夹层模型，裂隙破碎带及断层模型下的GPR电磁波响应特征，并建立超前地质预报GPR正演模拟特征图库，为实际雷达探测图像解译提供理论基础。以常德市炉慈高速公路维新镇2号隧道和郴州市良回镇花岭公路隧道探测为例，结合后期开挖结果，验证了该技术可准确预测掌子面前方溶洞、富水、软弱夹层发育、裂隙和断层等不良地质体。     

探地雷达在隧道岩溶探测中的应用

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。     

地质雷达在隧道灰岩地层施工中的应用

隧道施工过程中遇到不良地质段、特别是岩溶地段,若事先没了解掌子面前方地质情况,施工过程中很可能发生塌方、涌水等事故。岩溶经常形成于可溶性灰岩地层,多沿岩层层面或断层破碎带形成溶洞。探地雷达作为一种无损伤检测技术,在隧道超前地质预报中的应用日益成熟,而岩溶洞穴与其周围围岩之间,介电常数、导电率等具有较大差异,因此可用地质雷达探测灰岩地层来动态指导隧道施工。     

地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用

首先,介绍了地质雷达的工作原理及其探测方案和探测技术参数的确定原则。其次,采用瑞典MALA公司的RAMAC/GPR通用型主机CUⅡ,同时结合掌子面地质素描,对某高速公路的3条隧道进行超前地质预报。根据现场工作条件及探测精度和深度的要求,测线布置采用"十"形测线,测量方式采用点测方式,测点间距为20 cm,天线中心频率主要采用100 MHz。结果表明,采用该方法对断层、溶洞、含水裂隙和软弱夹层等不良地质状况的预测基本符合掘进实际,保证了施工安全、加快了工程进度,同时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。     

隧道衬砌探地雷达检测数值解析及应用

基于时域有限差分法和有限单元法,对隧道衬砌中钢筋网下的脱空和衬砌背后的脱空进行二维正演模拟,并与实例结果进行对比分析。结果表明: 雷达天线的中心频率越高,其分辨率越高,区分的效果越好;钢筋的密度越小,雷达探测脱空区域的效果越好。通过正演模拟和工程实测相结合,可提高采用探地雷达进行隧道衬砌检测的准确性及解释精度。     

地质雷达在隧道超前地质预报中的应用

在隧道超前地质预报中,较常用且预测准确性较高的预测手段是采用地质雷达对开挖掌子面前方的不良地质情况进行预测。以广大双线铁路下庄1号隧道为例,通过现场的数据采集以及后期的数据优化处理,可以生成地质雷达图像来较直观地预测掌子面前方的地质情况。预测结果与现场开挖验证情况较为吻合,表明通过地质雷达数据点的优化处理提高了对开挖掌子面前方的地质情况进行预测的准确性。     

地质雷达在赐儿山隧道超前地质预报中的应用

采用瑞典MALA CUⅢ型地质雷达,在赐儿山隧道进行超前地质预报。通过对施工现场采集的雷达剖面图的研究和对雷达软件采集的数据的分析,并与隧道掌子面施工现场地质情况进行比较,说明在隧道的超前地质预报中地质雷达探测法是一种十分便捷、准确且经济的办法,对隧道安全、快速的施工具有较好的指导作用。同时,地质雷达现场探测时,需减少各种干扰因素的影响,提高雷达图像的识别精度。     

基于分时复用原理的多通道探地雷达时序控制模块设计及应用

为实现对隧道衬砌空洞和地质病害的无损、高效检测，基于分时复用原理，通过FPGA编程和时序电路设计实现一种瞬态脉冲型多通道探地雷达时序控制模块，并应用于多频多通道隧道病害检测探地雷达系统。该时序控制模块可以产生多路同频等相位差时钟，分时触发各个通道脉冲信号的单次收发，从时间上分离通道间串扰信号和有效雷达回波，实现探地雷达多频段多通道的高效工作。试验测试和实地验证结果表明： 该时序控制模块在脉冲重复频率为500 kHz时，能实现8通道雷达测试系统相邻通道间240 ns左右的触发时差，并在触发时差范围内保证观察时窗内雷达回波信号的稳定性； 同时，该模块也能应用于3频段6通道隧道病害检测探地雷达系统，并在距离介质分界面65 cm时反映出实际隧道预埋病害的深度和尺寸信息。     

隧道施工期超前预报地质雷达异常干扰识别及处理

受隧道施工复杂环境的影响,地质雷达在超前地质预报中经常遇到各种干扰信号,会对不良地质体探测和预报的准确性造成影响。采用现场实测的方法对隧道地质雷达探测过程中掌子面附近台车等金属物体、探测表面凹凸不平、电缆与输电线路、测线表面金属或非金属干扰物、探测区积水积泥以及底板测线附近金属物体等常见干扰因素进行分析,研究其在雷达处理图像上的表现特征与识别方法,并从相对介电常数取值、直达波拾取、天线移动、测线里程标记、增益调节和数据处理等方面讨论减少或消除干扰因素的措施。研究成果有利于提高地质雷达在隧道超前预报中的准确性,并对类似工程具有一定的参考和借鉴意义。     

探地雷达对隧道工程脱空缺陷及处理检测的应用

探地雷达检测技术作为一种无损伤、高精度的物理探测方法,对隧道的缺陷及处理效果检测有着重要意义。介绍了探地雷达的工作原理及检测方法,并以二广高速某隧道的检测情况为例,介绍了雷达检测技术在隧道缺陷的发现及处理效果方面的应用。     

探地雷达在道路工程检测中的应用

结合几个典型的工程检测实例,详尽介绍了地质雷达在道路岩溶初勘探测、道路结构层厚度检测以及隧道掘进中的超前预报探测等工程检测中的应用成果,结果表明了探地雷达技术在工程质量无损检测应用中的有效性和必要性.     

基于模型试验的矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别

为提高矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别的准确性,采用基于时域有限差分的数值模拟方法,建立常见形状空洞、充水空洞、不同填充介质脱空以及钢格栅拱架、H型钢架下空洞模型,模拟探地雷达波在不同病害中的传播规律,并通过青岛地铁3号线探测实例验证。结果表明:空洞病害雷达反射波通常呈双曲线形状,反射信号强,但上三角形空洞图像与其他空洞图像有较大差异,表现为倾斜平行的同相轴特征;当空洞或脱空内部含水时,空洞或脱空下部出现明显反射波;钢结构雷达波反射强烈,会对钢结构下方病害探测产生干扰,在实际探测中,应将初期支护与二次衬砌分开探测。     

基于探地雷达的隧道衬砌空洞高精度正演识别研究

隧道衬砌空洞易引发衬砌破坏、渗漏水等工程问题,但因衬砌内部金属(如钢筋、钢拱架)对雷达波的屏蔽作用,会增加雷达剖面的复杂性,进而影响检测效果。依托MATLAB软件平台,采用高阶时域有限差分法分别对400 MHz天线和900 MHz天线时隧道衬砌矩形空洞和三角形空洞进行正演模拟。结果表明:高阶时域有限差分法能高精度模拟雷达波在衬砌中的传播特性,展示衬砌中钢筋、空洞、工字钢的反射波、绕射波的能量、振幅、相位特征;900 MHz天线可分辨出长度在0.3 m及以上的界面,远高于400MHz天线的检测精度,但检测界面相对于真实界面小。     

隧道高聚物快速维修技术研究

以某在建高速公路隧道为试验段,应用探地雷达技术对该隧道衬砌结构进行探测,对检测到的脱空位置实施高聚物注浆修复,并对注浆后效果进行验证。结果表明:利用高聚物注浆技术可以实现对隧道病害的快速修复,从而为隧道快速维修技术提供了新思路。