地质雷达探测岩溶

前言 测试原理及工作方法简介 第01页 共05页

探测原理

地质雷达是以超高频电磁波作为探测场源，由一个发射天线向地下发射一定中心频率的无载波电磁脉冲波，另一天线接收由地下不同介质界面产生的反射回波，电磁波在介质中传播时，其传播时间、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质（如介电常数E?）及测试目标体的几何形态的差异而产生变化，根据接收的回波旅行时间、幅度和波形等信息，可探测地下目的体的结构和位置信息。其工作原理示意图如下：

输出显示 分析计算处理后 反射、散射脉冲 无载波脉冲时域接收机 发射电磁接收反射介质1

目的体 介质2

接收天线所接收的反射回波旅行时间为：

t=

4h?V2x

2式中：t 反射回波走时（ns）

h 反射体深度（m）

X 发射天线与接收天线的距离（m） V 雷达脉冲波速（m/ns）

雷达波在物体或介质中的传播速度V与介质的相对介电常数E?有如下关系：》

前言 测试原理及工作方法简介

地质雷达在岩溶勘察中的应用

[摘要]通过在贵州某岩溶地区实测的岩溶雷达剖面，介绍了地质雷达在岩溶勘察中的应用效果。

[关键词]地质雷达；岩溶勘察；

[中文分类号] [文献标识码][文章编号]

1 引岩

在水利水电工程建设中，岩溶地质灾害对工程影响较大，快速而准确地查明岩溶性质及空间发育形态成了水电勘察的必要环节。岩溶地质问题对施工威胁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，具备了良好的地球物理前提条件。

地质雷达是利用物性差异来解决地质问题的一种勘察方法。近年来其应用范围越来越广，技术越来越成熟。该方法具有快速、无损、简便、经济的特点，具有很高的分辨率，探测成果可靠，能够为水电设计施工提供科学依据。

2 数据采集和处理

现场采用美国劳雷公司生产的地质雷达，选用中心频率100MHZ屏蔽天线进行采集，首先在硬件上压制部分干扰信号，改善采集质量。屏蔽类型的天线意味着能量只沿一个方向发射，除了从接受天线的底部方向接受信号外，对其他各个方向的辐射都不敏感。

在正式开始雷达探测前，选择地下已知体做发射实验剖面，以便选取最佳采集参数。

采样频率由尼奎斯特采样定律控制，工作中一般选取天线中心频率的6～10倍，是影响垂直分辨率的主要

地质雷达法探测地下煤气管线位置

1. 引言

自二十世纪七十年代开始，探地雷达进入工程物探领域。由于该仪器轻便，工作效率高和无破坏性等特点，探地雷达在工程探测领域的应用日益广泛。雷达的早期应用主要集中在勘探方面，随着雷达技术的不断完善和发展，其应用领域涉及市政、公路、铁路、考古、隧道等。特别是进入二十一世纪以来，雷达技术更是得到空前的发展，其重要性日益彰显。在我国，近几年隧道和路面检测，桥梁结构和建筑物结构的工程呈现几何增长趋势，雷达在检测方面的应用已经超过勘探方面的应用。在城市地下管线普查中，与其它探测设备相比，探地雷达不仅能够探测金属管线，而且能够探测PE、PVC混凝土等非金属管线。

2. 工作原理

探地雷达（Ground Penetrating Radar, 简称GPR是利用

超高频短脉冲电磁波在介质中传播时其路径、电磁场强度与波形随通过介质的电性质和几何形态的不同而变化的特点，根据接收到波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形资料来判断管线的深度、位置和估算管线直径等。当管线方向已知时，测线应垂直管线长轴。如图1 所示，探地雷达系统会自动把不同水平位置采集到的电磁波信号（每一信号亦称之为一道）从时间域转换成空间域，不同水平位置采集的道信号组合起来

隧道二衬质量检测中的地质雷达探测参数优化

总第!!%期’""&年第!期

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++++++++西部探矿工程

CD?@78EFGHDIJKLMH@FLGDGNFGDDMFGN

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##################################################文章编号：!""#—$%!&（’""&）"!—"!&(—")

中图分类号：*#$&+文献标识码：,

隧道二衬质量检测中的地质雷达探测参数优化

李+华，夏才初

（同济大学地下建筑与工程系，上海’"""(’）

摘

要：介绍了利用地质雷达进行公路隧道二衬质量检测的原理及方法，主要研究了二衬质量检测时地质雷达探测参

数的设置对检测结果的影响，通过试验得出了在进行隧道二衬质量检测时地质雷达参数的优化设置。在按照上述优化参数并考虑误差的情况下，地质雷达检测所得结论与工程实际符合较好。关键词：公路隧道；二衬检测；地质雷达；参数优化

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隧道二衬质量检测中的地质雷达探测参数优化

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隧道二衬质量检测中的地质雷达探测参数优化

李+华，夏才初

（同济大学地下建筑与工程系，上海’"""(’）

摘

要：介绍了利用地质雷达进行公路隧道二衬质量检测的原理及方法，主要研究了二衬质量检测时地质雷达探测参

数的设置对检测结果的影响，通过试验得出了在进行隧道二衬质量检测时地质雷达参数的优化设置。在按照上述优化参数并考虑误差的情况下，地质雷达检测所得结论与工程实际符合较好。关键词：公路隧道；二衬检测；地质雷达；参数优化

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隧道雷达探测内业

隧道雷达探测内业数据处 理

隧道雷达探测内业

处理流程

(一)截取图片 (二)划线 (三)圈病害 (四)插入Word (五)统计病害并附图

隧道雷达探测内业

(一)截取图片截取图片是内业数据处理的基础工作， 所用软件为Reflexw,要求每张照片所截取 长度60~100m,前后桩号衔接，主要是软 件的参数设置工作。

隧道雷达探测内业

隧道雷达探测内业

隧道雷达探测内业

隧道雷达探测内业

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(二)划线根据隧道统计表格进行划线，使用软件 为isee,线条为蓝色直线，宽值为3。

隧道雷达探测内业

隧道雷达探测内业

隧道雷达探测内业

隧道雷达探测内业

(三)圈病害在划线的基础上进行圈病害，所用线形为 绿色空心矩形，一般对衬砌厚度不足长度 ≥2m的进行画圈。

隧道雷达探测内业

隧道雷达探测内业

(四)插入Word页面设置为横向，所有页边距均为2cm , 将所有图片插入Word,并以最后处理状态 插入，图片尺寸7.6cm×24cm,顺序为左 线(右拱腰→拱顶→左拱腰) →右线(右 拱腰→拱顶→左拱腰)。

隧道雷达探测内业

(五)统计病害并附图将之前所有挑出的病害输入Word表格,顺 序为右线(左拱腰→右拱腰→拱顶) →左 线(左拱腰→右拱腰→拱

摘要: 针对铁路隧道施工中可能出现的质量问题,利用地质雷达技术进行隧道工程质量检测。针对铁路隧道,给出地质雷达在无损检测应用中的工作方法,包括测线布置、采集参数设定、现场检测和后期资料处理解释。通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,确定钢筋及格栅钢架的分布位置及数量,查明衬砌背后特别是拱顶存在的空洞和回填不密实区域。使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测,实践证明技术方法是切实可行的

前言

地质雷达法以其无损性、高效率、高分辨率等优点,正逐渐成为地下隐蔽

工程调查的一种有力工具,现已广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、无损检测、水

文地质调查、生态环境等众多领域。随着交通事业的发展,隧道的大量建设,隧道病害也屡见不鲜。应用地质雷达检测隧道衬砌,在铁路、公路部门中已经普遍展开。应用地质雷达进行隧道衬砌检测已有很多研究。检测内容主要包括:隧道衬砌的厚度、隧道衬砌背后回填物的密实状态、隧道衬砌背后与围岩的脱空区域、围岩的状态及其地下水向隧道侵入的通路等方面。由于高频电磁波在介质中的高衰减性,使得该方法的应用受到一定的限制。地质雷达的检测效果不仅与地质雷达本身的技术,还与较多影响因素相关,因而使得实际工程中很多检测效果并没有达到预期的目的。因

RIS探地雷达

一、概述

博泰克RIS探地雷达在兼具了传统探地雷达各项优点的同时，增添了高灵敏度、高分辨

率的天线阵，使浅层和深层探测一次完成，实现了三维立体探测，大大提高了工作效率，具有数据采集完整、快速、低误差等特点。适用于公路路面、隧道衬砌质量的检测、桥梁结构检测、路基检测、管线探测、岩性分析和条件恶劣场地的应用。

使用博泰克RIS天线阵雷达进行公路和隧道检测如图8-1所示。

图8-1 RIS探地雷达

二、RIS K2主机技术参数

1、扫描速度： 850扫/秒 2、脉冲重复频率：400KHz 3、时 窗： 9999 nsec 4、采样点数： 128-8192 5、叠 加 数： 1-32768 6、分 辨 率： 5psec 7、工作温度： －10～50℃ 8、A/D转换 ： 16bit 9、工作环境标准： IP65 10、动态范围： >160dB 11、信 噪 比： >160dB 12、可连接8对天线同时测量

13、尺寸：22x17x5.5cm，重量：1.2kg

现场测量开始前应该对雷达的采集参数进行设定，这一工作最好在进入现场前在室内完成，进入现场后可根据情况略加调整。参数设定的内容包括时间窗口大小、扫

总编号：BG-001

福州绕城公路东南段 南峰隧道超前地质预报

（地质雷达）

编 号：BG-CQYB-A16-001 合 同 段：A16合同段

施工单位：中铁十七局集团第一工程有限公司 探测范围：右线出口LYK8+335～LYK8+310 编制： 校核：

检测单位：中国科学院武汉岩土力学研究所

检测日期：2013年12月27日 报告日期：2013年12月27日

福州绕城公路东南段（A16标段）隧道超前地质预报报告

一、工作概况

2013年12月27日，中国科学院武汉岩土力学研究所对福州绕城公路东南段A16合同段南峰隧道出口右洞进行了超前地质预报，采用GSSI公司生产的SIR-20地质雷达进行数据采集，配属100MHZ的屏蔽天线进行了探测。本次探测范围为右线出口LYK8+335～LYK8+310，共25m。

二．预报的方法技术

（一） 地质雷达超前预报的基本原理

地质雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)是近年来应用于浅层地质构造、岩性检测的一项新技术，其特点是快速、无损、连续检测，并以实时成象方式显示地下结构剖面，使探测结果一目了然，分析、判读直观方便。因探测精度高、样点密、工

摘要: 针对铁路隧道施工中可能出现的质量问题,利用地质雷达技术进行隧道工程质量检测。针对铁路隧道,给出地质雷达在无损检测应用中的工作方法,包括测线布置、采集参数设定、现场检测和后期资料处理解释。通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,确定钢筋及格栅钢架的分布位置及数量,查明衬砌背后特别是拱顶存在的空洞和回填不密实区域。使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测,实践证明技术方法是切实可行的

前言

地质雷达法以其无损性、高效率、高分辨率等优点,正逐渐成为地下隐蔽

工程调查的一种有力工具,现已广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、无损检测、水

文地质调查、生态环境等众多领域。随着交通事业的发展,隧道的大量建设,隧道病害也屡见不鲜。应用地质雷达检测隧道衬砌,在铁路、公路部门中已经普遍展开。应用地质雷达进行隧道衬砌检测已有很多研究。检测内容主要包括:隧道衬砌的厚度、隧道衬砌背后回填物的密实状态、隧道衬砌背后与围岩的脱空区域、围岩的状态及其地下水向隧道侵入的通路等方面。由于高频电磁波在介质中的高衰减性,使得该方法的应用受到一定的限制。地质雷达的检测效果不仅与地质雷达本身的技术,还与较多影响因素相关,因而使得实际工程中很多检测效果并没有达到预期的目的。因