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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 ______________________________________________________________________________________________________________ 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、工作效率高而倍受关注。随着该项技术的不断完善和发展,其应 用领域不断扩展。 隧道地质雷达超前预报方法 是一种用于确定隧道掌子面前方 介质分布变化的广谱电磁波技术。 如图 1 所示,利用一个天线向掌子 面前方发射无载波电磁脉冲,另一 个天线接收由岩体中不同介质界 面反射的回波,利用电磁波在岩体 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 Er) 及几何形态的变化差异,根据接收到的回波旅行时间、幅度 和波形等信息,来探测掌子面前方介质的地层结构与异常地质体。 理论研究与实验室模拟试验证明,电磁波在物体或介质中的传播速度 v 、走 精品资料 ______________________________________________________________________________________________________________ 时 t、与介质的相对介电常数 Er 有如下关系: 2 2 c 4 z x v t v r 式中: z 为反射界面深度, x 为发射天线到接收天线间的距离, v 为电磁波 在介质中传播的波速, c 为光速( c=0.3m/ns ,),εr 为介质的相对介电常数,当 波速 v 已知时,通过读取雷达剖面上行程时间来计算界面深度 z 值。 在实际的外业施工过程中, 因为掌子面前方
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