地质雷达在黔恩高速公路石峡2号隧道超前预报中应用.doc

地质雷达在黔恩高速公路石峡2号隧道超前预报中应用 　　摘要隧道处于构造剥蚀侵蚀低山岭脊与冲沟相间区，为越岭隧道段。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质(如介电常数εr)及几何形态的变化而变化。雷达数据处理的目的是压制随机的和规则的干扰波，最大限度地提高雷达剖面的信噪比，提取电磁回波各种有用参数，用来解释不同介质的物理特征。 关键词：地质雷达；高速公路；超前预报 Abstract： tunnel under tectonic erosion erosion low mountain ridge and gully interphase region, as the summit tunnel section. Electromagnetic wave propagation in the medium, its path, intensity of electromagnetic field and wave will with electrical property of the medium (such as dielectric constant ε R) and geometry change and change. Radar data processing is to suppress random interference wave and the rules, to maximize the radar section signal-to-noise ratio, extracting electromagnetic echo all kinds of useful parameter, used to explain the physical characteristics of different media Keyword： geological radar; expressway; prediction 中图分类号： TN95 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013） 1.工程概况 石峡2号隧道设计为一座小净距隧道。全隧道线间距9.9米-10.3米，隧道左线起止里程桩号ZK4+618～ZK4+837，长219m;右线起止里程桩号YK4+642～YK4+867，长225m。隧道左右线进口平面均位于R-1750园曲线段，出口位移A-591.608缓和曲线。隧道左线纵坡为+1.404%、-0.98%人字坡，右线纵坡为+1.34%、-0.907%人字坡。最大埋深47.5m。 隧道处于构造剥蚀侵蚀低山岭脊与冲沟相间区，为越岭隧道段。地表林木覆盖，植被茂密。沿路线山体冲沟发育，多为V字形，沟底狭窄，两侧斜坡较陡，出口段位于一走向130°的V形冲沟左侧斜坡坡脚近沟底处，斜坡坡向25°，斜坡呈凸形，斜坡下陡上缓，沟底及斜坡基岩出露。坡体植被茂密，多为杂草及灌木。 2.探测依据 2.1合同书 2.2石峡2号隧道工程地质勘查报告 2.3《公路工程物探规程》(JTG/T C22-2009) 2.4《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004) 3.探测仪器 SIR－20（编号：Q-057）探地雷达是美国GSSI公司生产的GPR系列中必威体育精装版的产品，由发射机、接收机、控制台、发射天线、接收天线、30m长数据采集电缆线、Ethernet接口和便携式计算机组成。SIR－20系统的各项技术指标如下： 分辨率：5ps 范围：0—8，000ns，可选 数据输出格式：8位或16位可选 扫描样点数：256，512，1024，2048，可选 扫描速率：2—800次／秒，可选 输入电源：12V直流（11—15V范围内），60W 数据传输速率：100Mb/s 4.探测工作原理及实施方案 4.1工作原理 电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质(如介电常数εr)及几何形态的变化而变化。在探测范围无大量铁磁性物体干扰的情况下，主要采用探地雷达电磁波的反射原理进行测试，高频电磁波以宽频脉冲的形式，通过发射天线定向送入地下，经过存在电性差异的地下地层或目标体的反射后返回地面，由接收天线接收。通过对时域波形的采集、处理和分析，可以确定地下界面、地质体的空间位置、结构与形态。其测试原理和基本组成及工作程序见图4.1。 图4.1探地雷达工作原理示意图 根据接收到的回波时间、幅度和波形等信息，可以确定地下界面、地质体的空间位置、结构与形态。 脉冲波的走时为： t= 式中：t—脉冲波走时(ns) h—目标深度(m