地质雷达对岩溶隧道不良地质的响应特征研究

岩溶地区水文和地质条件复杂多变,在岩溶隧道施工过程中,经常会遇到溶洞、突水、塌方等地质灾害,给施工带来重大灾害和无法估计的经济损失。为了保证岩溶地区隧道施工安全,对不良地质体的发育情况进行准确、及时的超前预报,成为当前岩溶地区隧道施工中亟待解决的关键问题,并具有重要的理论意义和重大的工程价值。首先介绍了目前隧道中常用的地质雷达超前预报法的基本理论;其次,结合实际工程,对多个成功预报案例进行深入分析和总结后,归纳了地质雷达对岩溶隧道不良地质的响应特征。这对类似地质条件下的隧道超前地质预报工作具有一定的指导意义。     

超前地质预报在隧道不良地质体探测中的应用

山岭隧道施工过程中,工作面易遭遇不良地质体引发的灾害事故,为保证隧道的施工安全,避免和减少隧道施工中可能出现的地质灾害,施工前有必要对隧道进行超前地质预报。依托某隧道出口段工程,通过地质分析研究了某隧道的不良地质发育特征,采用物探方法(地质雷达)方式,对某隧道的不良地质体进行了超前探测,并结合短距离钻探进行对比分析,探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。综合采用物探方法(地质雷达)和超前钻探方可较为精确地预报山岭隧道的不良地质。     

隧道岩溶发育区地质雷达信号特征分析与应用

在岩溶地区隧道工程的施工过程中,由于存在不良地质体,常给工程建设带来较大的安全隐患,为此采用地质雷达法来预测预报前方异常地质体情况。分析了地质雷达探测原理、数据处理方法,以及雷达信号在岩溶发育区的地球物理响应特征,通过在隧道超前地质预报的探测应用,实际开挖揭露的溶洞与雷达预报的情况吻合。     

GPR地质预报技术在穿煤段地下工程中的应用

某高速公路隧道为穿煤段施工,存在断层、破碎带、裂隙、岩溶等不良地质体,地质条件十分复杂,因此,采用地质雷达进行超前探测。介绍了地质雷达的工作原理和本次探测的施工方案,并根据探测数据分析隧道前方的地质条件。将物探结果与钻探结果以及开挖结果进行对比,得出地质雷达在复杂穿煤工程中的探测效果,总结了影响探测结果的原因、并提出了在复杂地质条件下进行预报的可靠性建议。     

基于矿井隧道施工地质雷达预报技术的应用研究（增刊）

采用地质雷达技术对煤矿井隧道进行连续超前探测,研究地质雷达技术在煤矿井隧道施工超前预报中的工作规律。首先通过大量的煤矿隧道地质雷达超前预报探测资料,分析总结出几种煤矿井隧道内典型不良地质体地质雷达异常特征,并深入探讨如何利用这几种地质雷达典型异常特征来解决煤矿井隧道施工地质超前预报问题;其次以贵州六枝某煤矿井隧道地质超前预报为例,采用已总结得到的煤矿井隧道地质雷达波异常特征分别对矿井内部隧道掌子面前方岩溶溶蚀、构造节理裂隙及富水等常见的不良地质异常进行探测分析;最后通过实际隧道开挖来验证地质雷达异常分析结果的准确性,为煤矿井隧道施工提供较准确的预报信息,更好指导隧道信息化施工。     

隧道岩溶段超前方向及侧方位地震探测应用研究

在隧道地震波探测中,利用τ—ρ变换对地震资料波场进行分离,再分别对超前方向和侧方位的波场进行偏移成像处理,实现了利用一次采集的地震资料同时对超前方向和侧方位复杂地质体的探测。应用该方法对重庆某山岭隧道岩溶段进行了探测,超前探测结果与揭露情况基本吻合,侧方位探测到了充水的岩溶空腔。说明该方法可以探测隧道岩溶段、采空区段等复杂地质体,能够提供更多的隧道工程建设的地质信息。     

地质雷达在岩溶隧道超前地质预报中的应用

在岩溶隧道施工中,对掌子面前方一定范围内的地质情况,进行超前探测和预报是保证隧道施工安全的有效措施。该文介绍了地质雷达的原理及方法,并结合实际工程,通过地质雷达扫描特征的具体分析和隧道实际开挖现场跟踪,对岩溶隧道不良地质进行预测、预报。实例表明采用地质雷达对隧道开挖中可能遇到的溶洞、断层、含水裂隙等不良地质体有较好的预测效果。该文对类似的隧道超前地质预报工作具有一定的指导意义。     

基于矿井隧道施工地质雷达预报技术的应用研究

采用地质雷达技术对煤矿井隧道进行连续超前探测,研究地质雷达技术在煤矿井隧道施工超前预报中的工作规律。首先通过分析以往非煤矿井隧道地质雷达超前预报不良地质体的探测资料,总结出几种隧道内典型不良地质体地质雷达异常特征,并深入探讨如何结合这几种地质雷达典型异常特征来解决煤矿井隧道施工地质超前预报问题;其次以贵州六枝某煤矿井隧道地质超前预报为例,采用已总结得到的煤矿井隧道地质雷达波异常特征分别对矿井内部隧道掌子面前方岩溶溶蚀、构造节理裂隙及富水等常见的不良地质异常进行探测分析;最后通过实际隧道开挖来验证地质雷达异常分析结果的准确性,为煤矿井隧道施工提供较准确的预报信息,更好指导隧道信息化施工。     

探地雷达隧道超前预报的数值模拟及应用分析

隧道地质超前预报在指导隧道安全施工中起着重要的作用,探地雷达法作为常用的隧道超前预报方法,具有探测效率高、对施工干扰小的优势,但在成果精确解释和探测深度方面存在不足。运用gprmax正演模拟软件,探讨了正演基本参数的选取,对隧道施工中遇到的常见不良地质异常体进行正演计算,得到不同地质异常体的正演图像特征,并结合工程实例,为探地雷达在隧道超前预报中取得更好的探测效果提供了借鉴。     

TSD地质超前预报系统在鹰嘴岩隧道的应用

鹰嘴岩隧道位于复杂的岩溶地区,主要由灰岩组成,在隧道施工过程中,经常遇到溶洞、暗河、断层及突水、突泥等地质灾害,给施工带来了重大灾难和无法估计的经济损失。为了保证岩溶地区隧道施工安全,对掌子面前方的不良地质情况进行准确及时的超前预报是非常必要的。本文通过TSD超前预报系统在鹰嘴岩隧道的应用,可以准确预报隧道施工中的不良地质状况,对隧道施工具有指导作用。     

综合物探方法在天然气高瓦斯隧道超前地质预报中的应用

天然气高瓦斯隧道中的瓦斯不可预见性很大。施工过程中,在遇到隧道洞身段局部岩体节理裂隙发育、围岩破损带、断层处,均可能发生瓦斯逸出甚至瓦斯突涌现象,现场存在很大的瓦斯安全隐患。主要研究了TSP探测、地质雷达、超前钻探等方法在瓦斯隧道施工中的应用情况,多种物探手段与钻探相结合对不良地质体进行综合预测,取得了较好的预报效果,有力保障了现场施工安全。     

地震层析成像技术在隧道施工地质预报中的应用

针对营达高速公路花冠隧道工作面前方地质构造问题,为隧道工程的安全施工提供更为准确的物探资料,采用地震层析成像技术的原理,介绍了该方法在隧道超前地质预报工作的准备事项、工作流程及注意事项。通过在花冠隧道超前地质预报工作的应用研究,表明该方法在隧道超前预报中探测范围广,隧道上下、左右探测距离能达到50 m,前方探测距离能达到150 m;并通过三维成像方法能将隧道工作面前方地质构造异常空间位置直观地表现出来。提高了隧道超前地质预报成果的解释准确度及精度。     

综合物探法在岩溶塌陷地质灾害勘查中的研究与应用

为高效、准确地对岩溶区地质情况进行勘探,以有针对性地采取预防措施,避免造成进一步的损失,结合某岩溶区的地面塌陷案例,基于GprMax2D软件进行第四纪覆盖层中土洞的雷达波数值模拟,通过单一变量（天线频率、填充类别、异常深度）的成像图,对不同地质情况下的土洞进行分析,总结出规律。然后,对工区内的某填方路堑段进行瑞雷波勘探,初步确定了碳酸盐基岩中的岩溶、破碎带等位置与大小;最后,利用探地雷达对浅层第四纪覆盖层中的低速异常区进行圈定,推断出瑞雷波法未能勘探出来的覆盖层土洞及松散破碎带。后期的钻探资料结果显示,对该路段实施的综合物探方法基本准确、可靠。研究结果表明,基于瑞雷波法和探地雷达法的综合物探方法在地面塌陷岩溶区的不良地质勘查中具有良好的应用效果。     

井下铁矿巷道掘进工作面超前预警探测

金属矿山井下巷道施工过程中掌子面前方的地质条件复杂多变,尤其存在采空区或含水采空区时,安全危害极大。为保障矿山开拓巷道施工安全高效,进行相关的超前预警探测研究显得非常重要。为此,利用最新型的瞬变电磁法测量设备,使用自制多匝-超多匝重叠小回线测量装置,采用扇形布点的数据采样方式,运用多种数据处理解译方法,在井下铁矿-10 m中段掘进巷道掌子面前方成功发现含水破碎带和遗留老旧采空区。其成果表明井下瞬变电磁法可以实现金属矿山掘进巷道掌子面的超前预警探测,为金属矿山安全生产提供技术保障。     

基于地质雷达探测的煤矿井筒渗漏水治理技术研究

针对煤矿辅运大巷井壁渗漏水问题,首先运用地质雷达探测技术,探明巷道井壁周边的裂隙发育情况和井壁混凝土结构缺陷,根据探测结果,制定了“堵防排结合,综合治理”的总体方案。现场采用深浅孔注浆堵水、施工放水孔排水及井壁抗渗处理等措施治理后,通过地质雷达进行复查,复查结果以及实际观测均表明巷道井壁渗漏水得到了有效治理。     

地质雷达在鸣西矿建井初期的应用

基于地质雷达的工作原理,结合鸣西矿回风石门涌水的实际情况,运用地质雷达勘探鸣西矿的地质构造,结果发现回风石门存在裂隙带及陷落柱,与巷道掘进揭露的裂隙带实际位置相一致,表明地质雷达可探测矿井的裂隙带、陷落柱等地质构造,可为矿井的安全建设提供保障。     

深埋采场压架切顶诱发井下泥石流形成机理与防控

灰岩地区隧道修建过程中,制约安全高效建设的最主要因素是隧道掘进工作面前方的不良地质情况,加之溶洞、断层与破碎带等不良地质具有较强的隐蔽性,如何提高隧道短距离超前地质预报的判释水平显得尤为重要。为便于对地质雷达信号图谱特征进行定量解释,开展了基于时域有限差分法的正演模拟与室内物理模型实验。在小波变换与奇异性检测原理的基础上,构造了与地质雷达发射子波波形相似度高的雷达小波基,添加到小波分析工具箱中,提出了一种新的基于雷达小波基的小波变换时能密度法,将其应用于空洞充填物正演模拟与模型实验地质雷达信号的定量识别,并与波形分析法、Db4小波变换法和雷达小波变换法的识别结果进行比较。研究结果表明,波形分析法虽能有效识别空洞充填物的尺寸大小,但需通过反射系数等先验知识来确定空洞充填物的界面反射位于波峰或波谷;Db4小波变换模极大值法易得到地质雷达信号奇异点,但奇异点的提取位置与不同小波基的时频局部化特征有关,Db4小波变换法识别结果的相对误差约15%;雷达小波变换模极大值法与小波变换时能密度法的识别效果均较好,但小波变换时能密度法的分辨率更高,且不需选择最优尺度。当空洞充填物的尺寸大于电磁波波长时,小波变换时能密度法识别结果的相对误差小于5%。     

基于小波变换时能密度法的隧道空洞充填物识别研究

灰岩地区隧道修建过程中,制约安全高效建设的最主要因素是隧道掘进工作面前方的不良地质情况,加之溶洞、断层与破碎带等不良地质具有较强的隐蔽性,如何提高隧道短距离超前地质预报的判释水平显得尤为重要。为便于对地质雷达信号图谱特征进行定量解释,开展了基于时域有限差分法的正演模拟与室内物理模型实验。在小波变换与奇异性检测原理的基础上,构造了与地质雷达发射子波波形相似度高的雷达小波基,添加到小波分析工具箱中,提出了一种新的基于雷达小波基的小波变换时能密度法,将其应用于空洞充填物正演模拟与模型实验地质雷达信号的定量识别,并与波形分析法、Db4小波变换法和雷达小波变换法的识别结果进行比较。研究结果表明,波形分析法虽能有效识别空洞充填物的尺寸大小,但需通过反射系数等先验知识来确定空洞充填物的界面反射位于波峰或波谷;Db4小波变换模极大值法易得到地质雷达信号奇异点,但奇异点的提取位置与不同小波基的时频局部化特征有关,Db4小波变换法识别结果的相对误差约15%;雷达小波变换模极大值法与小波变换时能密度法的识别效果均较好,但小波变换时能密度法的分辨率更高,且不需选择最优尺度。当空洞充填物的尺寸大于电磁波波长时,小波变换时能密度法识别结果的相对误差小于5%。