钻孔地质雷达

钻孔地质雷达（共8篇）

钻孔地质雷达 篇1

0 引言

水文地质与工程地质中常会遇到诸如断层及裂隙带、石灰岩溶洞及动物洞穴、基岩破碎带、各种软弱夹层、水流渗透通道等不良地质现象，如果不能及时排查，将会严重影响施工的进展。通常可以通过钻孔获得某个点上的地质信息，而如何有效快速地获取整个面上地质信息，为工程施工提供可靠的科学依据，是现代地球物理学研究的一个重要领域。地质雷达方法作为地球物理探测技术的一个分支，具有探测效率高、无损性、分辨率高和抗干扰能力强等特点，能迅速查明整个面上的不良地质体。

通常所说的地质雷达又分为地面地质雷达和钻孔地质雷达。地面地质雷达的使用经常由于地表导电性的存在而使其穿透深度限制在几米范围内，对于地表下浅层的不良工程地质问题，可以通过地面地质雷达来解决。然而对于深部的不良地质体的勘察，只能通过钻孔地质雷达来解决。钻孔雷达可沿着钻孔进行更深部(目前最大可至2500m)的探测;与传统的测井技术(径向探测范围<0.3m)相比，钻孔雷达的径向探测范围为1～50m以上，这取决于围岩的物理性质，与岩体的电导率、雷达的工作频率及工作方式有关。所以钻孔雷达方法是地面地质雷达和常规测井技术的有效补充。由于钻孔雷达的这一特殊能力，在国外它已经被广泛应用于水文地质与工程地质等相关领域中[1,2]。但是由于该技术在我国起步相对较晚，目前应用还相对较少。

1 钻孔雷达的发展概况

1983年瑞典MALA公司最先开始了钻孔雷达的研制，并于1985年正式投入使用，最早应用于核废料的处理和确定结晶岩石中地下水流特征。在过去的10到15年间，国外慢慢开始注重钻孔雷达在矿产探测、水文地质调查等方面的应用与研究，并取得了不错的效果[3]。1997年Knight等人利用钻孔雷达对水库大坝结构进行了探测描述[4];1998年Eppstein等人在美国佛蒙特州利用雷达跨孔探测数据对土壤结构和湿度进行了三维反演计算的研究[5];2000年Annan等人探讨了钻孔雷达在工程地质与环境领域中的应用[6];2001年Gloaguen等人利用钻孔雷达技术对自由水层的水压传导率进行了评估[7];2004年Tronicke等人对含水层地区钻孔雷达速度层析和衰减层析技术的应用进行了多变量分析研究[8]。最近几年国外除了继续拓展钻孔雷达的应用领域之外，还加强了对钻孔雷达数据处理与解释的研究，并取得了一定的成果。到现在，钻孔雷达已经广泛应用于地质调查、工程勘查、环境调查、水电大坝勘察和盐层调查等多个领域。

在我国，钻孔雷达的发展比较缓慢。1998年，中国矿业大学的黄家会等人应用跨孔层析成像技术研究深部岩层特性，率先开展了我国钻孔雷达技术应用的研究[9];2003年，吉林大学的刘四新教授等人利用时域有限差分法(FDTD)对井中雷达进行了数值模拟研究[10];2005年王驹等人利用钻孔雷达技术对高放废物处置库场进行了评价[11]。但总的来说，钻孔雷达在我国的应用和研究还相对较少。

2 钻孔雷达的方法原理

2.1 单孔反射

钻孔雷达的工作方式包括单孔反射和跨孔层析成像两种。对于单孔反射方式，它的工作原理与地面地质雷达的原理类似。发射天线和接收天线被连接到一起，发射天线向钻孔的四周发送电磁波信号，当遇到有介电差异的界面时，如破碎带、岩性改变区域或空洞等，电磁波的一部分能量反射回来，被接收天线接收，其他能量传输到更深的地层中。通过以0.1～1m的采样间隔沿钻孔向上或向下移动接收天线来形成雷达剖面。单孔反射主要提供与钻孔交叉或不交叉的断裂带、溶洞和其他不连续体的有关位置、方向、倾斜范围等高分辨率的信息，如图1所示。

2.2 跨孔层析成像

跨孔层析又分为速度层析和衰减层析。一般地，进行跨孔探测时，两个钻孔最好在相同的二维平面中，这样可以减少几何位置的影响。发射天线和接收天线被分别放置在不同的钻孔中，当发射天线固定在一个位置时，接收天线在另一个钻孔中扫描整个长度，然后发射天线往下移动一步(一般0.1～5m，视钻孔长度而定)，接收天线再扫描整个长度。如此反复，直到发射天线覆盖整个钻孔深度为止(见图2)。与单孔反射相比，跨孔探测需要的时间要相对长一些，因为典型的跨孔扫描，探测一次需要移动几百或几千次发射和接收天线。对每一次扫描，测量从发射天线到接收天线电磁波的传播时间和振幅，最后对这些数据进行处理和反演计算，可以得出两孔之间的电磁波传播速度分布和衰减特性。速度和衰减的变化可以用来解释破碎带、不同岩性的界面和空洞等地质体。

另外，标准的探地雷达系统还可以用于地面—钻孔探测，即发射天线放在地面不同位置，孔中的接收天线从钻孔中向下移动，这种方式叫做垂直剖面测量(Vertical Radar Profile)。可以得到钻孔天线和地面天线之间介质的振幅和速度的层析成像图。由于在实际工作中此方法使用较少这里就不作详细介绍。

影响电磁波在地下传播的物理参数是电导率和介电常数，电导率决定电磁波的衰减，介电常数决定电磁波的传播速度。一般地，在岩石或土壤等介质中，介电常数越低，电磁波速度越大;电导率越小，衰减系数越小，电磁波衰减越慢。下表统计了一些普通介质的传播参数。从表中可以看出，常规介质的相对介电常数范围一般在3～20之间，而淡水的相对介电常数为81，介质中水的含量对介电常数影响很大，反过来说，用钻孔雷达推断介质中含水量的分布情况就会非常有效。

3 应用实例效果分析

3.1 钻孔雷达在公路勘察中的应用

工区位于灰岩地区，地势相对较低，易于汇集大气降水，降雨时，成为地表水向地下入渗的垂直补给带;同时，其又处在附近水塘水面高程附近，成为地下水季节性变动带，地下水位变化频繁。其上覆土层薄，岩石受构造作用影响，节理发育，岩石破碎，渗透性较好，这些因素促使这一地区岩溶、裂隙发育。在进行本次勘察时，大部分路基已进行了挖填施工，路面较为平整，但原始微地貌部分已被改变。工区内布设了六个勘察孔，其中钻孔ZK4、ZK5、ZK6基本在同一直线上，孔距为4m。本文通过选取其中ZK5的单孔反射和ZK4-ZK5、ZK5-ZK6两组孔的跨孔层析成像，详细介绍了钻孔雷达技术从数据采集到数据处理与解释的过程。

3.1.1 数据采集

本次工作采用的是瑞典MALA公司新型的RAMAC钻孔雷达，天线的中心频率100MHz，采样频率为1007MHz。对于ZK5的单孔反射试验，采样间隔为0.1m，接收天线和发射天线的间距为4.2m。

对于ZK4-ZK5的跨孔测量，采样范围为0～14m，发射天线移动间隔为0.5m，接收天线的采样间隔为0.5m，这样总共扫描29次，采集射线841条。对于ZK5-ZK6以上述同样的方式采集了841条射线。

3.1.2 图像处理与解释

为了提高信噪比和分辨率，我们对单孔反射原始数据进行了常规数据处理，包括时间增益补偿、自动增益控制(AGC)、带通滤波、直达波的剔除等，处理后图像如图3所示。单孔反射的数据解释与地面雷达数据基本一样，只是钻孔雷达接收的是360°空间的反射信号，仅从一个钻孔中得到的数据无法得到反射体的方位，但可以得到反射体的距离，确定反射体是面状的还是点状的。面状体反射图像显示为直线，点状体反射图像显示为双曲线。从图3可以看出，反射图像内存在多条明显的直线，但未见明显的双曲线显示，可推断ZK5周围20m范围内不存在溶洞，但是裂隙相当发育，且很多裂隙都与ZK5相交。

ZK4、ZK5、ZK6三个孔在同一直线上且孔口标高几乎一样，根据钻孔记录可知，三个孔的钻孔方向几乎与地面垂直。为了方便比较，采用了相同的参数设置对ZK4-ZK5、ZK5-ZK6进行层析成像处理。先对所采集的原始数据进行常规的滤波和去噪处理，通过反演计算和插值圆滑处理，得到这两对孔的速度层析成像结果如图4所示。从图中可以看出，ZK4-ZK5之间的速度层析成像结果(a区)与ZK5-ZK6之间的速度层析结果(b区)，在共用孔ZK5处有很好的连接性，表明了采集数据质量的可靠性。在孔距x=2～6m、深度z=2.5～10.5m的区域内存在一连续的不规则低速区，ZK5的钻孔记录显示此处岩芯较破碎，可推断此处为含水较丰富的裂隙发育区域。在孔距x=0～3m、深度z=0～5m区域内，也存在着几个零星的低速区，推断为灰岩中的溶沟填土或小溶洞所致，但根据ZK5的单孔反射结果，排除了小溶洞的可能性;另外在ZK6钻孔深度0～2m的范围内钻孔资料显示此处为含水粘土层，在图4中此处有一明显低速区与之对应。

3.1.3 工程地质评价

从上述钻孔雷达推断结果可知，工区内岩溶不甚发育，地基下无岩溶土洞，仅在岩石表面有一定的溶沟发育，造成岩面一定程度的凹凸不平，对地基局部均匀性有一定影响。建议此处通道采用整体式基础，对溶沟凹面采用浆砌片石换填嵌补，增大其底面积和整体刚度，从而解决地基局部不均匀的问题。

另外ZK5钻孔埋深2～10m的地方裂隙发育，且含水。而此岩层作为持力层，如不处理对路基的危害大，长期下去会造成路基的不均匀沉降，建议进行注浆处理。

3.2 钻孔雷达在水库大坝中的应用

地质雷达在大坝勘察中的应用包括前期的工程勘察，中后期的工程施工阶段质量控制、堤坝隐患探测和水利工程质量检测等。前期的工程勘察可以通过地面地质雷达来完成，而堤坝的隐患无损探测则可通过现在逐步发展成熟的钻孔地质雷达来完成。图5为MALA公司的钻孔雷达在某一大坝的跨孔层析成果图，图中灰色区域表示电磁波的传播速度相对较慢而形成明显的慢速区，可推断此处存在裂缝，慢速区是由堤坝漏水造成的。

4 总结与展望

从上述例子可以看出，在水文地质工程地质勘察中，钻孔地质雷达除了具有地面地质雷达无损、快捷、高效等优点外，同时还具有以下优势:(1)相对于地面地质雷达，钻孔地质雷达单孔反射成果图所反映出来的地下的节理和裂隙更加明显，特别是对于埋深较大的裂隙发育区域及与地面相交角度较大的小裂隙，地面雷达无能为力，但钻孔雷达却有很好的表现;(2)相对于传统的测井技术(径向探测范围<0.3m)，钻孔雷达的径向探测范围要大得多(1～50m)，在相同的工作效率下能提供更丰富的地下信息;(3)由于钻孔雷达跨孔成像技术用的是电磁波的直达波信息，不受地质条件的影响，而地面雷达技术使用的是电磁波的反射波信息，地形条件越复杂其可信度越低。所以钻孔雷达跨孔技术对于地下软弱层、破碎带或溶洞裂隙分布区域的划分会更加细腻、准确可信。

总之，钻孔地质雷达是一种非常有效的探测手段，它克服了地面地质雷达只能探测浅层地质目标体的缺点，可以解决水文地质和工程地质中的许多深部问题。在国外，钻孔雷达已经在水文地质调查、工程勘查、环境调查、水电大坝勘察等多个领域发挥重要作用，但在我国的应用和研究还相对较少，目前尚处于探索阶段。究其原因，一是因为钻孔雷达在价格方面相对较高;二是其推广速度远不及地面地质雷达，且钻孔雷达的整套设备还是略显笨重，不方便携带。

单孔反射的结果包含了周围360°的空间信息，无法判别目标体的方位问题，所以定向雷达系统的研制成为钻孔雷达的一个主要发展方向。前联邦德国的地球科学和自然资源研究所开发出了一种非常坚固的定向钻孔雷达系统，主要用于岩盐和盐丘的探测。

目前的钻孔雷达天线发射功率还相对较小，不利于进行较大距离的跨孔层析探测，否则信号会明显减弱甚至没有信号，所以进一步提高天线的发射功率是钻孔雷达下一步发展面临的问题。

但总的来说，钻孔探地雷达还是具有其它地球物理方法无法取代的优点，特别是在探测深度方面显示了其独特的能力。虽然我国目前发展还比较缓慢，但随着当今科学技术的发展和钻孔雷达的系统设计和雷达资料的后处理技术的进步以及钻孔雷达价格的下降和设备的轻便化，其在我国的应用范围一定会不断扩大。

摘要：目前,钻孔雷达技术在国外已被广泛应用于各领域,但相对于我国来说还是一种新技术。由于钻孔地质雷达可以探测到比地面地质雷达更深的地质目标体,因而可广泛应用于水文地质与工程地质领域,用来探测深部的断层、裂隙及破碎带等不良地质体。本文首先概述了目前国内外钻孔雷达在水文地质与工程地质领域的应用和研究情况;然后通过实例详细分析了该技术在实际工作中的应用效果;最后总结了钻孔雷达技术在水文地质与工程地质方面的应用优势,并指出了钻孔雷达技术现阶段存在的一些问题及其未来在我国的发展方向。

关键词：钻孔地质雷达,地面地质雷达,水文地质,工程地质,单孔反射,跨孔层析

钻孔地质雷达 篇2

一、目的、布设原则

钻孔施工目的是为查明地表矿（化）体的产状、形态、厚度、矿石组合及品位等地质特征向深部变化情况，进一步了解控矿地质条件及成矿远景，并为储量计算提供依据。其部署本着由已知到未知，由浅部向深部，对地表出露较好、具有一定规模，且对应有明显激电异常的矿（化）体首先部署此项工作。

本细则根据《地质矿产勘查标准汇编》和《中国地质调查局地质调查项目管理制度汇编》并结合以往钻探工作综合编写。

二、开孔前的准备工作

1．编录人员首先应认真学习设计，明确所要施工钻孔的目的、任务及对钻孔的各项要求，熟悉已有地质资料，了解钻孔施工处的地层、构造、矿化蚀变等地质情况，为编录工作打下基础，并认真编制和填写设计勘探线剖面图、《钻孔地质技术设计书（设计柱状图）》。

2．钻孔开钻前，技术负责及编录技术员要提前10-—15天到实地根据钻孔设计的孔位用罗盘和皮尺结合GPS、工程后方交汇或者地形图确定钻孔定位。布孔后孔位用木桩作标记，木桩上用油漆标注钻孔号，以便机台及时平整机场。孔位后不得擅自移动，在平整机场后再次用后方交汇法验证孔口位置，确保孔位未移动。编录技术员应及时向机台下达《钻孔定位通知书》。格式见表2。

3．机台将钻塔、钻机安装完毕，技术负责及编录技术员要到现场进行安装验收。验收项目主要有：钻孔位置是否移动、检查和校正钻孔水平程度（罗盘测量）、钻孔立轴、钻孔天顶角及岩心收集装置（岩心箱，岩心牌等）。验收合格后，签发《钻孔安装验收书》。

4．钻孔安装验收合格后，编录技术员应及时填发《钻孔开孔通知书》，并应向施工人员详细介绍钻孔施工目的，地质情况及对工程质量的要求，严格保证钻孔质量，确保六大指标的实施。岩心的清洗整理至编号等一整套工作应由钻机各班记录员承担。

三、钻孔施工过程中的技术要求 1．岩心管理

（1）岩（矿）心排放入箱

岩（矿）心经整理后，按先后次序排好（最后取出的岩（矿）心先装，最早取出来的岩（矿）心后装），按从上到下、从左到右的顺序一排排放入岩心箱中。

（2）岩（矿）心编号

岩（矿）心放入岩心箱后，对长度大于5厘米和虽小于5厘米但较完整的岩（矿）心用油漆进行编号，如：4，其中整数“4”表示提取岩（矿）心的回次是第四回次；分母“3”表示本回次提取岩（矿）心的总块数是3块；分子“2”表示岩（矿）心为本回次中的第二块。

（3）岩心牌

在每回次提取的最下一块岩（矿）心和下一回次第一块岩（矿）心之间，放置一块用铅笔填写的岩心牌，以隔开两次提取的岩（矿）心。没有取得岩（矿）心的回次也要填写岩心牌，并在岩心牌上注明，岩心牌用2H－4H铅笔填写，岩心牌见表3。

（4）岩心箱编号

岩心箱装满后，用油漆在每一箱的侧壁注明：矿区名称，钻孔编号，起止孔深，起止岩（矿）心编号及岩心箱顺序号，最后一箱要写上“终孔”二字。

（5）岩心长度丈量

编录前应先对岩(矿)心进行丈量：测量岩（矿）心的长度时，不论岩（矿）心磨损程度如何，都应将各段紧密连接，放平丈量。若发现岩（矿）心有人为拉长现象，则应重新测量，并通知当班记录员修正。采出的岩（矿）心，如果有沿纵柱劈裂为两块或数块的现象，就应先检查各块是否属于同一圆柱体，然后再连接丈量。

2．岩（矿）心采取率的计算（1）．回次岩（矿）心采取率的计算

回次岩（矿）心采取率＝本回次提取的岩心总长／本回次进尺数×100％。若回次岩心采取率超过100％，即岩心总长大于回次进尺时，一般皆为残留岩心所引起。其处理方法是：进尺数不变，修改岩心实长数字，将回次岩心采取率超过100％的部分（即岩心实长比回次进尺多出的部分），依次往上一回次推。若上一回次的岩心实长由于加上推上来的岩心长比进尺数大，回次岩心采取率又超过100％时，继续往上推，一般只能往上推三个回次，如果回次岩心采取率仍大于100％时，则通知机长或当班班长查明原因

（2）．分层岩（矿）心采取率的计算 分层岩（矿）心＝分层各回次取出的岩心总长／（分层下界孔深－分层上界孔深）×100％。岩心采取率全孔大于70％，矿层及顶底板围岩5米内采取率大于80％。

（3）．换层孔深计算方法

一个回次内换层有下列两种情况：①．本回次换层位置小于岩心长度的50％时：a 无残留岩心时：换层孔深＝上回次终止孔深＋本回次上层岩心长／本回次采取率；b有残留岩心时：换层孔深＝上回次孔深－上回次残留岩心长＋本回次上层岩心长／本回次岩心采取率；②．本回次换层位置大于岩心长度的50％时：a 无残留岩心时：换层孔深＝本回次终止孔深－本回次下层岩心长／本回次采取率；b有残留岩心时：换层孔深＝本回次孔深－本回次残留岩心长－本回次下层岩心长／本回次岩心采取率。

两个回次内换层：换层孔深＝上回次终止孔深-上回次残留岩心长/上回次岩心采取率。

空回次内换层：换层孔深＝上回次终止孔深+空回次进尺的二分之一（是否二分之一，可根据具体情况而定）。

3．钻孔天顶角、方位角测量及要求

钻孔天顶角、方位角一般要求斜孔每钻进50米，直孔每钻进100米测量一次钻孔天顶角和方位角（当天顶角弯曲超过5度时，测斜间距应按斜孔对待）。钻孔换径或见主矿体时，均应加测天顶角和方位角。天顶角弯曲每百米要求：直孔不超过2度，斜孔不超过3度。

4．钻孔孔深测量及要求

孔深验证每钻进100米或见主矿层、重要标志层、下套管前和终孔后均需用钢卷尺丈量钻具，验证孔深。孔深校正最大允许误差为千分之一，超出允许误差时，查找原因并及时清除。

5．简易水文观测及要求

简易水文观测包括孔内静止水位，冲洗液消耗量，涌水位置、涌水量及水头高度，漏失位置和漏失量等。视具体情况（涌水、漏水、坍塌、缩径、溶洞等）与分队技术负责协商向机台提出简易水文观测的具体内容。

6．原始班报表记录及要求

机台原始班报表应由专人负责，必须按报表的内容和要求逐项填写，准确计算孔深，详细填写简易水文观测及钻进技术参数。若发生事故时则应详细记录事故发生的时间、经过、处理方法、处理步骤及效果等。记录必须做到及时、准确、详细和整洁，并如实反映情况。原始班报表在终孔后汇定成册，归档存查。

7．技术负责、地质组长应及时到现场检查钻孔施工情况及孔内见矿情况等。8．钻孔终孔

（1）依据钻孔施工目的和所获地质资料，编录技术员提出终孔意见，经技术负责研究，批准后才可终孔。重要钻孔要报大队总工审批后方可终孔。

（2）终孔要考虑到矿层底板标志是否存在，含矿层位是否穿过标志层。过矿孔深要大于夹石剔除厚度。

（3）下达测井通知书。

（4）终孔通知：钻孔终止施工前，如已达到设计目的，所获地质资料齐全，数据无误，编录技术员可填写终孔通知书，经分队技术负责批准，钻孔终止施工。

（5）凡要封闭的钻孔，机台应按要求认真执行。封孔后要埋设孔口标志，一般采用标号不小于325＃水泥封孔，孔口立木桩标志桩并注记矿区名称、勘探线号、孔号、孔深、开孔日期、终孔日期、施工单位等，木桩标志桩要掩埋牢固，孔口1平方米范围内用水泥封孔，以防地表水流入孔内。

9．钻探工程测量定位：待测区全部钻孔施工结束后，用仪器测量钻探工程坐标定位。

10．钻探工程施工过程中，编录技术员应及时向技术负责或施工单位反馈工程质量问题。

四、钻孔地质编录 1．编录前的检查工作

钻孔编录必须随施工在现场进行，对钻孔质量进行监督，有关情况随时向技术负责人汇报。认真检查班报表及各种记录、岩心的清洗整理编号及存放情况等一整套工作，要准确无误，如发现错误应及时和向本台机长或组长提出修改。及时检查机台是否按有关规定进行简易水文观测、孔深测量、钻孔弯曲度测量工作，超差时应及时向上级汇报妥善处理。预见矿层时要及时向机台提供“见矿通知书”以便采取有效措施，确保钻探质量。

岩（矿）心丈量后，核对各种原始和计算数据,确认各数据值准确无误后方可进行岩（矿）心描述。对每一段岩（矿）心均应进行详细观察描述。为了避免重复，一般按不同岩性、不同矿层或矿石类型进行分层记录，逐项填入地质记录表中。厚大的单一岩（矿）层必须进行系统观察，以免遗漏地质现象，但可隔几个回次描述一次。

2．岩（矿）心描述内容：

（1）岩（矿）石名称、颜色、结构构造、矿物成分、矿化特征、蚀变现象、构造破碎情况及次生变化等。

（2）测量岩心标志面（层面、片理面、断裂面、接触界线等）与岩心轴夹角。

（3）岩层、矿化、蚀变在小范围内有所变化时应丈量出具体深度并注明。（4）选择有地质意义且具有代表性的岩（矿）心，作大比例尺素描图，以增强文字的说服力。

（5）钻孔内岩性分层时应注明上下两层岩石的接触关系。如渐变关系、侵入关系等。

记录内容要求繁简适度，重点突出，针对性强。对矿心及顶底板，矿化蚀变带和构造部位等应详细描述。

3．样品采集

随着工程进展，及时划样、采样。要求各种样品均具有代表性。采样小组应实地检查、现场核对岩（矿）心。采样前应布样、填写分样牌、计算样品孔深，切忌混样及样品串号。

样品采集后，地质组长或技术负责应及时对所采样品质量进行检查，并填写质量检查卡。

采集样品有化学样、光谱样、物相分析样、岩矿鉴定样、小体重样等。（1）化学样

目的是通过对样品的化学分析，了解矿石中金属矿物的含量，查明矿石质量，确定矿体与夹石、围岩的界线，并作为储量计算的主要依据。

化学样选取在矿化较好地段，矿体顶底板各采取一到两个化学样。样长一般为2米，最短不小于1米。每层最后一个样长＞1米时单独取样，＜1米时与前样合并，并合理分为两个样，使每个样长不小于1米。确定矿心采样间隔，将该采样间隔内的矿心编号记录下来，以便进行采样。当一块矿心包括不同矿石，需分别采样时，应尽量设法在换层处打开，分别编号，只有小于允许夹层厚度之夹层，才不需打开。化学样用劈心法采取，样重3－5千克（体积×体重×允许最小采取率≤样重≤体积×体重），其代号为H。

化学样用二分之一劈心法取样：沿矿心长轴劈成两半，一半送实验室，一半保留，保留的矿心用油漆写上原编号，按顺序保存于岩心箱中。劈心时应注意主要标志面的倾斜方向，并考虑到矿化强弱分布情况，以免两半矿心金属矿物的含量不均，引起品位误差。

（2）光谱样

目的是了解岩心的元素组合、含量和地球化学特征，确定矿化及异常段分布范围，指导找矿工作。

未采化学样的岩心全孔采集光谱样。光谱样用连续拣块法采取，样品重量不小于150克,其代号为GP。

（3）物相分析样

目的是划分矿石自然类型，确定矿体中氧化矿石、混合矿石和原生矿石的界线。

物相分析样要用化学分析样中的副样中选送，送样要及时，以免样品变质，影响分析质量。其代号为WX。

（4）岩矿鉴定样

目的是研究岩矿石的结构，构造，矿物成分、共生组合、交切关系及变质蚀变现象等，确定岩矿石名称，为研究成矿条件、矿石质量提供依据。

采集有代表性的岩石和矿石，岩石一般作薄片鉴定，矿石作光、薄片鉴定。每件样品均采集正副样，正样送实验室鉴定，副样留分队对比研究。薄片样代号为b, 光片样代号为g。

（5）小体重样：

目的是测定矿石单位体积的重量，为储量计算提供依据。

样品应按矿石类型和品级分别采取，并照顾到品位和分布的代表性。要求主要类型小体重样20—30个。在岩矿心上采取小体重样，样品长一般为5厘米。其代号为XT。

4．勘探线剖面图、设计柱状图 根据钻孔施工中的地质情况和钻孔弯曲度的资料随时制作勘探线剖面草图，以指导找矿工作。

5．小结

钻孔完工后，应编写钻孔地质编录小结，其内容如下：（1）目的任务及施工结果（2）钻孔质量评述（3）孔内地质情况（4）存在的问题及认识

其中孔内情况应着重描述，如：岩性分层情况，地质矿产特征、矿化蚀变特征及二者的关系和矿床类型等。

6．综合记录

在各种化验结果和岩矿鉴定结果到齐后，及时编写钻孔综合记录。综合记录应在原始记录的基础上编写。其内容要求精练，主要包括：岩（矿）石名称、颜色、结构构造、矿物成分、矿化蚀变、岩心标志面与岩心轴夹角（锐角）等。

随着钻孔施工的进展，依据原始编录资料编制必要的图表，进行修正、补充归纳。

五、室内整理

1．随着钻孔施工编录进展，及时整理野外编录资料，（含标本、样品）2．绘制勘探线剖面图、柱状图

根据大队统一格式和图例编制勘探线剖面图、钻孔柱状图，勘探线比例尺一般为1：1000，柱状图比例尺一般为1：200－1：500，为缩短长度，厚大无矿化岩层可用缩减法表示（缩减层单层总长不得小于5厘米）。

要求内容齐全、图面整洁、字迹清晰、花纹美观；分层界线和各种数据准确，与文字记录有关内容和数据相符。

3．收到各类实验结果后，及时完成样品登记，并相应填入柱状图和注记、补正文记录。

钻孔地质雷达 篇3

隧道开挖前期的勘探资料由于未能详细的掌握施工段的地质情况, 所以只能为其提供大致性的技术指导, 随着隧道施工环境和地质条件的复杂程度大幅度上升, 内部隐藏的大量地质灾害因前期没有准确查明而对开挖掘进产生极大的威胁, 一旦引发相应的工程事故便会对施工造成影响, 所以在隧道开挖过程中跟踪探测掌子面前方的地质情况并及时预报地质灾害, 提前做好防护措施降低施工风险是很有必要的。地质雷达是利用高频脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理探测方法, 与其他物探方法相比, 它具有轻便、快速、分辨率高、抗干扰能力强、无损伤性等优势, 在隧道工程建设超前地质预报中有着广泛的应用[1]。

1 地质雷达工作的基本原理

如图1所示, 地质雷达通过发射天线T向地下定向输送某一中心频率的脉冲电磁波, 中心频率的范围一般为1 MHz~1GHz[2]。在岩土介质中传播的电磁波, 其路径和波形都会因介质的电性、几何形态的变化而改变[3]。当电磁波通过均匀介质时则不会产生反射并仍以一定速度继续向下传播, 当遇到地电特性和几何形态有差异的异常目标物或不良构造时, 就会有部分电磁波发生反射返回至地面被接收天线R接收, 而另一部分电磁波则会继续向地下传播并对地下更深的部位进行探测。接收天线在接收到反射波信号后会先将其数字化, 再通过雷达主机将其记录下来并生成雷达特征图像。根据反射电磁波的双程走时[1]可以求出地下异常目标物的埋藏深度。

理论研究得出反射电磁波的双程走时t为:

其中, z为反射界面深度;x为收发天线之间的距离;v为电磁波在地下介质中传播的速度, 可按式 (2) 求得:

其中, c为电磁波在空气中的传播速度;εr为地下介质的介电常数。

由式 (1) 可变换得到的反射界面深度的计算式:

在实际工作中, 收发天线的距离一般要远小于反射界面的深度, 即xz, 所以反射界面的深度可近似为:

在确定地下异常目标物的埋深后可根据雷达主机生成的雷达特征图像分析反射波的振幅、频率和相位等特征综合判断隐藏在地下深处的异常目标物或不良构造的几何形态, 从而达到精确探测地下不良地质条件的目的。

2 数据的采集和处理

2.1 数据的采集

在现场采集数据时需要根据隧道的实际情况合理选择测线的布置方式和探测方法, 它们的选择在很大程度上影响着数据质量和解译结果的可靠性。

测线的布置一般随着开挖方式的改变而改变。隧道在全断面开挖时可布置成“两横两竖”型;在台阶法开挖时可布置成“一横三竖”型或“两横”型;在预留核心土开挖时可布置成“半弧”型。有时还可以通过加密布置测线或在隧道底面及内壁布线的补充方式来获取更全面的数据, 从而提高探测结果的准确性。

实际应用较多的雷达探测方法是点测和连续探测。点测是在预设测线上每隔一段距离布置一个测点, 再在收发间距固定的情况下手动地逐点采集数据。这种方法的测量速度较慢且探测剖面信号较少, 但能在掌子面凹凸不平时使用。连续探测是将天线紧贴掌子面以一定速度沿预设测线移动, 仪器会以时间触发的方式自动采集数据, 最后系统会自行将各个记录组合在一起形成探测剖面。这种方法的测量速度快且探测剖面信号多, 但需要在剖面上做标记以确定扫描剖面的水平距离信息。

2.2 数据的处理

由于现场探测时存在各类干扰因素, 严重影响了数据的质量。为了突显对解译有用的反射波信息, 提高数据资料的可译性, 需要对其进行适当的处理。

1) 滤波处理:滤波处理的目的是要剔除采集得到的数据中掺杂的高频和低频干扰波。滤波分为垂向滤波和水平滤波。在垂向滤波处理时会设置高通截频和低通截频阻止干扰波通过。水平滤波分为水平平滑和背景剔除, 目的是消除仪器和环境的背景干扰[4]。

2) 增益处理:增益是通过调节增益点的数目来改变增益点位置从而放大反射波振幅使雷达图像目标更加清晰易辨。增益处理时要适当调节增益点的数目, 因为增益偏大会出现信号削顶现象, 而增益偏小则会丢失微弱的有效信号[5], 这都会影响探测结果的准确判读。

3 工程实例

3.1 工程概况

京台线建瓯至闽侯高速公路南平段的八外洋1号隧道位于福建省西北部位, 属剥蚀丘陵地貌单元, 微地貌形态为呈近东向西的带状陡峻山岭与三间沟谷相间分布, 山峦起伏, 地势陡峭, 支沟发育, 多呈“V”字形。八外洋1号隧道左线里程ZK28+365~ZK29+459, 右线里程为YK28+375~YK29+468。隧道最大埋深约130.14 m。左右洞纵坡均为2.0%。隧道区域围岩以前震旦系下统龙北溪组云母石英片岩为主, 岩石节理裂隙发育, 结构面结合程度和风化程度不一。隧道洞口浅埋地段围岩风化程度较大, 围岩以强风化云母石英片岩为主, 为软质岩, 结构松散易碎, 稳定性差, 初期若不及时支护则会造成拱顶坍塌, 围岩级别设计为Ⅴ级。隧址区位于分水岭部位, 地表水较发育。

本次探测主要是对八外洋1号隧道的右线进行探测, 现场探测采用的是美国GSSI公司生产的SIR-20地质雷达, 掌子面测试的主要数据采集参数为:中心频率为100 MHz的屏蔽天线;每次扫描所采集到的样品数为512;每秒钟采集到的扫描数为100;天线间距为0.5 m;时窗为500 ns;叠加次数为32次。现场采集数据时主要采用连续测量的模式, 必要时会采用点测方式探测加以核对检验。

3.2 探测结果分析

下面是利用SIR-20地质雷达对八外洋1号隧道右线进行超前地质预报过程中探测到的几种不良地质现象:围岩强风化带、断层破碎带、节理裂隙密集带和富水带, 首先结合如隧道岩层、地质概况、地质剖面图等与隧道相关的常规资料对其相应的雷达波形图进行简要分析解译, 再通过开挖结果对探测成果进行验证。

3.2.1 围岩强风化带

图2是在隧道右线进口掌子面YK28+380处经过反复探测得到的具有代表性的雷达图像, 有效预报距离为22 m, 其波形特征是反射面较多, 但反射面振幅较小且无明显突变, 同相轴的连续性一般, 但很少出现错位、断开和分叉等杂乱无序的现象。由此波形特征预测整个探测范围内介质的介电常数没有突变的情况, 围岩和掌子面围岩质量基本一致, 受风化作用影响强烈且风化程度均一, 结构松散破碎, 稳定性较差。现场的开挖情况如图3所示, 该段围岩为灰黄色强风化云母石英片岩, 岩体风化程度均一, 含水较少, 这与预报结果基本相符。

3.2.2 断层破碎带

图4是在右线进口掌子面YK28+470处经过多次探测得到的典型雷达波形图, 有效预报距离为24 m, 由波形图可知, 在掌子面前方0 m~10 m范围内反射波波形错断无序, 同相轴连续性较差, 反射界面波幅显著增大且变化明显, 预测这一范围的围岩体内存在断层破碎带, 断层界面大致在掌子面前方4 m的位置, 断层面的平整性和连续性都较差;在掌子面前方10 m~20 m范围内所对应的波形图显示反射波信号微弱, 分析出现这种现象的原因是电磁波在通过破碎带时出现了绕射和散射, 而且其能量快速衰减、高频部分被吸收。经过现场开挖后发现, 掌子面前方出现一条横跨整个掌子面的压性断裂, 为政和—大浦断裂的一部分, 断裂带岩石松散破碎, 断层产状为115°∠75°, 长度约为20 km, 宽度约为20 m, 而且断层两侧节理裂隙发育, 这与探测预报的结果基本吻合。

3.2.3 节理裂隙密集带

图5是在右线进口掌子面YK28+900处反复探测得到的代表性雷达波形图, 有效预报距离为25 m, 但波形图只有浅部有信号, 深部信号微弱甚至无信号。掌子面前方0 m~10 m范围段的波形特征:该范围内出现了相对平行的条带状反射信号, 反射波的同相轴连续性较好且波幅较大, 预测这一范围的围岩体内蕴含着一个节理裂隙密集带, 且节理面的产状大致相同。由于雷达波形图上的深部信号微弱, 所以无法预测10 m~25 m范围段围岩的地质情况。经过开挖后发现, 掌子面前方0 m~8 m范围内发育有2组节理裂隙, 节理产状为168°∠90°, 呈3条/m分布, 裂隙产状为196°∠82°, 呈2条/m分布, 节理多呈闭合状, 构造裂隙无论在平面还是在垂直方向上均存在归并和分歧现象, 这与探测预报的结果基本吻合。

3.2.4 富水带

富水带中的地下水和围岩介质的电性差异较大, 电磁波传至围岩与地下水的分界面时会产生强烈反射, 反射波具有振幅大、频率高和波峰尖锐等特点, 这为地质雷达能够精确地探测提供了有利的天然条件。图6是在右线进口掌子面YK29+010处多次重复探测得到典型雷达波形图, 有效预报距离为24 m, 由图可知, 波形图上出现了一系列明显的反射界面, 反射波的波幅宽大, 同相轴连续性较好且呈条带状分布, 根据肖宏跃[6]总结的地质雷达特征预测掌子面前方围岩体内存有地下水且均匀连续分布, 地下水与基岩的分界面大致在掌子面前方8 m的位置。在对探测范围段开挖的过程中, 在掌子面前方0 m~4 m范围内的岩体较为干燥;4 m~10 m范围内的岩体较湿润, 偶有滴水现象;10 m~15 m范围内的岩体很湿润, 经常有滴水现象;15 m~24 m范围内的岩体经常有线状渗水现象。通过探测和开挖对比发现探测预报的成果基本符合预报段的地质情况。

4 结语

地下岩体存有差异性的天然优势为地质雷达对隧道未开挖段的准确探测提供了有利条件, 实地探测结果表明它预报不良地质现象效果显著。为了提高探测成果的实用性通常需要根据现场探测环境制定合理的预报方案并在获取数据后结合区域地质情况和多方面的资料对其适当处理, 探测到不良地质情况时应及时上报并跟进探测。由于受各方面因素的制约, 现阶段地质雷达技术在隧道超前预报中仍存在不可避免的缺陷, 在应用前人工作经验的同时需要不断实践总结以提高探测的准确率。

摘要：简要阐述了地质雷达工作的基本原理、现场数据的采集方式以及一些数据处理的步骤, 结合八外洋1号隧道右线的超前地质预报实例, 将其探测解译成果和现场开挖情况进行了对比分析, 结果表明地质雷达对隧道施工过程中出现的不良地质现象探测效果十分显著。

关键词：地质雷达,隧道工程,超前地质预报,不良地质

参考文献

[1]李亚飞.地质雷达超前地质预报正演模拟[D].北京:北京交通大学硕士学位论文, 2011.

[2]李大心.地质雷达方法与应用[M].北京:地质出版社, 1994.

[3]向亮星.地质雷达在隧道超前预报中的应用及其数据分析研究[D].成都:西南交通大学硕士学位论文, 2012.

[4]杜兴忠.地质雷达成像实验研究[D].成都:成都理工大学博士学位论文, 2012.

[5]高阳, 张庆松, 原小帅, 等.地质雷达在岩溶隧道超前预报中的应用[J].山东大学学报 (工学版) , 2009, 39 (4) :82-86.

[6]肖宏跃, 雷宛, 杨威.地质雷达特征图像与典型地质现象的对应关系[J].煤田地质与勘探, 2008, 36 (4) :57-61.

岩溶地质钻孔桩施工 篇4

无锡红凌立交桥共有82根嵌岩灌注桩(其中ϕ2.2 m桩52根,ϕ2.0 m桩30根)。桥位处北江自东向西流动,两岸受大堤约束,河段弯曲,河床开阔平坦,滩槽分明,河槽较宽浅。河床为粗砂、砾砂覆盖。为老第三系与泥盆系上统不整合接触地带,岩溶强烈发育,北部基岩明显可见,岩面起伏较大,高程突变;中部及北部部分基岩呈薄层状,层间裂隙发育,部分泥质充填;中部石灰岩顶面埋藏相对较浅。部分地段溶洞顶板厚度与洞跨比值小,存在切割的悬挂岩块,并且多数溶洞为半充填,部分为空洞。工程地质条件极其复杂,给桩基础的施工带来了一定困难。主要地质特征见表1。

2 钻机选型及钻孔方法的确定

几个方案的比较:1)若采用深埋护筒,设备投入大,插打时间长,不经济;2)若采用小扭矩回旋钻机不能有效地穿越卵石、漂石层,而大扭矩回旋钻机自重太大,需要大型起重设备,无法满足多工点施工的需要;3)若采用钢丝绳冲击成孔具有设备简单,操作方便,动力消耗小,机械故障少等特点,可通过回填片石和黏土有效地处理岩面倾角大,溶洞和裂隙等问题,通过砸实挤密解决漏浆问题,更能有效防止塌孔;另外,通过成孔速度的比较,冲击钻机和正循环回旋钻机的钻孔速度相差不大,而冲击钻机转移快、安装迅速。通过以上方案比较,我们决定采用浅埋护筒、泥浆正循环、冲击钻机成孔。选用的钻机主要参数如表2所示。

3 溶洞、裂隙的处理

无锡红凌立交桥基岩为石灰岩,岩溶十分发育。最大溶洞高度达40.2 m。溶洞串最多个数达5个。溶洞中既有有充填物的,也有半充填和无充填物的。我们主要按下述方法处理。

3.1 地质超前钻,提前注浆处理

由于设计院提供的一桩一钻地质柱状图的岩面情况和溶洞情况很不详细,于是经业主和设计方研究后,决定补充进行超前钻,对全桥78根桩进行了超前钻详勘(一般每根桩增加3个地质钻孔),其孔位平面按正三角形布置。超前钻时由于发现了很多持力层厚度有变化,故对87%的桩的桩深进行了修改,对部分漏浆的溶洞和裂隙进行了注浆加固。1)注浆加固方法。超前钻孔过程中,每遇到漏浆溶洞或裂隙,立即进行注浆处理。并用纯水泥浆封堵,利用浆液的流动性,在压力作用下,充满空洞及裂隙。开启注浆泵进行注浆,控制注浆量;当注浆量达到设计量或顶部返浆后,上拔注浆钻杆,直至结束;注浆结束后,清洗注浆设备,防止残留浆液凝固,堵塞钻杆。2)注浆主要技术参数。注浆压力:0.1 MPa～0.2 MPa。注浆流量:8 L/min～10 L/min。浆液配比(重量比):水泥∶水=0.8(0.6)∶1。

3.2 冲击钻孔过程中溶洞的处理

1)我们从实际情况考虑,制订了先易后难的总体施工原则,即把岩面情况较平、无溶洞或只有单个小溶洞的先施工成孔,待基本摸清溶洞地质施工规律,掌握溶洞处理措施后,再解决那些大溶洞。2)技术人员及钻机机组人员充分掌握地质资料情况。我们每个孔位的地质柱状图都单独列出,发给有关人员,让他们知道溶洞的位置、大小、充填情况。3)钻至离溶洞顶部1 m左右时,准备足够的小片石或狗头石(直径10 cm～20 cm)和黏土,黏土要做成泥球(15 cm～20 cm大小)。对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。4)钻至离溶洞顶部1 m左右时,在1 m～1.5 m范围内变换冲程,逐渐将洞顶击穿,防止卡钻。5)对于空溶洞或半充填的溶洞,在击穿洞顶之前,要有专人密切注意护筒内泥浆面的变化,一旦泥浆面下降,应迅速补水,然后根据溶洞的大小按1∶1的比例回填黏土和片石、整包水泥后冲挤压密实,只有当泥浆漏失现象全部消失后才能转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。6)遇到特大型空溶洞或半充填的溶洞时,先在孔口附近准备好足够的块石、黏土、水泥。在洞顶打穿时,一旦发现漏浆,要迅速填堵,防止塌孔。一般溶洞洞顶击穿后,桩孔中泥浆会很快下降,此时要用铲车及时将准备好的块石、黏土、水泥按适当的比例抛入,直至孔中的泥浆停止下降,并慢慢上升,此时可用冲锤进行适当挤压,反复抛块石、黏土、水泥,直至把桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止,最后补充满泥浆再重新成孔,溶洞较大的最好待1 d～2 d后再重新冲孔成桩。7)对于溶洞内填充物为软弱黏性土或淤泥的溶洞,进入溶洞后也应向孔内投入黏土、片石混合物(比例1∶1),冲砸固壁。8)钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况,以便判断是否歪钻。若歪钻应按1∶1的比例回填黏土和片石至弯孔处0.5 m以上,重新冲砸。

3.3裂隙漏浆的处理

裂隙对钻孔桩施工造成的主要危害是漏浆。由于护筒埋深浅(最初入土深度3 m左右,处于中砂地层中),漏浆极易引起孔壁坍塌。主要处理措施为:1)入岩前,准备充足的水源和1台～2台水泵。2)准备足够的黏土,并将黏土做成泥球,直径15 cm～20 cm。3)准备一定数量的小片石或狗头石,直径10 cm～20 cm。4)密切注意护筒内泥浆面的变化情况,当泥浆面迅速下降时,证明在漏浆,首先要赶快补水,然后将泥球往下投,如此即可将漏浆堵住,之后,将黏土和片石按大约1∶1的比例往下投约2 m,再重新开钻,这样砸碎的片石和大颗粒土可将裂隙填充一定的距离(阻碍裂隙宽度变化),即可钻进一定深度而不漏浆。当再次漏浆时,仍按上述方法处理,即可逐步钻至设计孔底标高。

3.4塌孔

从无锡红凌立交桥引桥施工的情况来看,最初由于护筒埋置偏浅,地质超前钻(漏浆溶洞或裂隙压浆处理)没有跟上,发生一系列塌孔现象。后采取预钻孔,安装内护筒(一般长度为6 m)的办法后,在正常情况下,采用冲击钻很少发生塌孔。主要是遇到空溶洞或裂隙漏浆而补水不及时,就有可能塌孔。因此保持泥浆浓度和泥浆面高度是防止塌孔的主要措施。塌孔发生后,我们采用加深护筒,然后回填重新冲砸的方法处理。

摘要：介绍了无锡红凌立交桥大直径冲击钻孔灌注桩成孔施工方法,探讨了施工过程中如何解决裂隙、多层溶洞漏浆、堵漏及灌浆处理的问题,旨在通过处理方案的实施,从而保证钻孔桩成孔质量。

关键词：岩溶地质,溶洞,裂隙,漏浆堵漏,冲击钻孔灌注桩

参考文献

浅谈地质雷达数据的精细处理 篇5

关键词：地质雷达,数据处理,滤波,小波分析

0 前言

探地雷达是利用高频电磁波的反射信号探测地下目标体的,它具有探测精度高、速度快、无损探测的特点[1,2],在最近几年基础建设大力发展的过程中被广泛应用,并越来越引起人们的重视[3,4]。

但是探地雷达发射信号区域接近半空间,在利用探地雷达非聚焦天线进行剖面测量时,探地雷达的能量并非完全与地面耦合进入地下,而是有一部分能量传入空中,所以图像中经常存在许多干扰,例如空中绕射、地下绕射、侧面反射[5,6]等。因此如果不能准确地对这些干扰引起的异常进行判读,将会造成错误的解释,通过对数据体的精细处理[7~11]、剔除干扰异常,才能凸显有效数据,提取被无效数据掩盖的真正目标体反射信号,所以适当的进行数据处理非常有意义

国外同行对地质雷达的理论研究、工程应用开展的较早[12~14],国内在铁路、公路相关行业起步较早,发展到现在运用的也较为成熟,但是在电力行业,物探的勘察手段起步较晚,运用范围也相对较窄,地质雷达的使用还不太普及,下面就通过一种较为精细的思路和方法来对地质雷达的数据进行处理分析,以便起到抛砖引玉的作用,促进地质雷达在电力行业的应用。

1 地质雷达数据处理方法和应用

数据采集地区为河流阶地,使用天线为GSSI公司40M低频天线,主机型号为SIR-20,原始数据剖面如图1所示,可以看到在剖面中下部存在明显的振幅强烈区域(见图中所圈区域),根据现场资料记录,该雷达测线走向基本与一条高等级输电线路水平,所以初步判断这些繁多的同相轴为高等级输电线路的反射信号,认定为干扰异常。

1.1 峰值分析

一般来讲,由于空气与高压线路材料的介电常数差异较大,所以反射振幅较大,可以通过提取剖面的局部振幅峰值来初步分析异常存在的主要同相轴,处理后的局部峰值如图2所示。从图上可以清晰地看到,原本众多的同相轴经过处理后只剩下4条明显的同相轴,20ns附近的同相轴可以确定为空气直达波,根据现场记录该高压线路为三相线的交流线路,所以400ns附近的三条同相轴可以考虑为高压线路的三相线引起的反射,因此该剖面的主要异常是由高压线路的三相线引起,加上信号在三相线之间的多次振荡引起的多次波,从而导致剖面中下部产生严重的条带状干扰区。

1.2 f-k滤波

地震波在介质中沿射线传播时是以真速度v传播的,如果在射线方向来观测波的传播,观测到的速度应该是波在介质中的真实速度。如果速度在非射线方向的任意方向来观测,这个速度就不是真实速度,称之为视速度。

f-k滤波是通过二维傅立叶变换,将t-x域数据变换到频率波数域,进而利用干扰波与有效波视速度的差异进行滤波,示意图见图3,所以对于干扰数据与有效数据存在明显速度差异时可以考虑采用f-k滤波。

f-k域滤波器的构建有扇形滤波器、切饼式滤波器,或者通过人机交互手动选择区域滤波。

由于数据中的主体干扰来自空中,电磁波的传播速度与在地下介质中的传播速度具有明显差异,所以可以考虑采用f-k滤波来剔除干扰成分。原始数据经过f-k变换后数据见图4,图中可以看出干扰数据对应的区域,手动将该部分剔除,然后反变换到t-x域就得到滤波后数据,见图5。从图中可以清晰地看出,原始数据中存在的大量干扰同相轴已基本被滤除掉,效果明显,但由于存在多次振荡问题,所以图中所圈区域还存在多次波数据。

1.3 预测反褶积滤波

反褶积可以有效压缩子波,提高分辨率,而预测反褶积能够消除振荡产生的多次波。

针对图5中残留的多次波干扰数据,可以采用预测反褶积方法进行滤除。参数设计为:预测因子长度30ns,预测长度20ns,预白化为5%。滤波后的结果见图6中所圈区域,可以看出,相对于图5,数据中的多次振荡明显被削弱。

1.4 二次f-k滤波

虽然从图6上看数据已经大有改观,但是图中所圈区域依然不够理想,这时可以继续采用f-k滤波,进行二次滤波,滤波后数据如图7所示,可以看到图中所圈区域相对图6中区域有了较大改善。对数据中的其他不满意的区域也可以根据实际情况进行滤波调节。

1.5 剔除直达波

直达波在雷达剖面中往往能量较强,在探测表层地质体的时候,有些情况下甚至会干扰有效同相轴,虽然直达波不影响本次分析处理的有关区域,但仍然通过f-k滤波对其进行了剔除,抛砖引玉,希望对他人处理直达波起到借鉴作用。处理后见图8箭头所指位置,可以看到直达波已被有效剔除。

1.6 小波分析去噪

经过上面的一系列处理,干扰信号基本已被较好地剔除掉,但是整个剖面中还存在不少成分的噪音,为剔除噪音可以采取小波分析的方法。本文采用DB小波进行三级分解,滤波后的剖面见图9,从图9可以看到噪音成分已经被明显削弱,信噪比有了较大改善。

2 结论

地质雷达探测的波场分析 篇6

地质雷达通过采用一个天线来发射高频宽频电磁波, 而另一个或多个天线主要用来接收来自地下介质界面的反射波, 地质雷达就是采用这种方法来进行地质勘察工作的。电磁波在介质中进行传播时, 因为电磁波的传播路径、电磁场的强度和电磁波波形将会随着该介质的电性质和几何形态的变化而不断发生变化, 所以可以根据接收到的电磁波的幅度和波形资料等相关信息来推断出该介质的相关分布和具体结构, 这就是地质雷达的工作原理。

1 地质雷达

由于地质雷达具有很多的优点, 因此使得它在许多领域尤其是在工程地质领域中得到了十分广泛的应用, 具有非常广阔的发展空间。地质雷达具有以下特性:第一, 地质雷达采用的探测技术是非破坏性的, 由于该探测技术不仅可以应用于城市工程现场, 而且该探测技术也可以应用于野外工程现场, 因此, 地质雷达的适应性非常强;第二, 地质雷达的抗电磁干扰能力特别强, 它可以在城市内的各种噪声环境下进行探测工作, 对环境的影响比较小;第三, 地质雷达的探测深度和分辨率等参数能够达到工程的要求, 提供的图像清晰客观, 易于观察;第四, 地质雷达所采集的数据可以方便计算机进行处理;第五, 由于地质雷达电磁波的高频率特性, 从而使得电磁波能量在地下的衰减活动十分强烈。

使用地质雷达进行探测的范围很广, 例如, 可以使用地质雷达在石灰岩地区的采石场进行探测工作;可以在冰川和冰山的厚度探测工作。地质雷达在水文地质探测调查和隧道、堤岸和水坝等探测方面也得到了十分广泛的应用。

2 工作原理

高频率的电磁波通过宽带短脉冲的形式来触发脉冲, 发射出的脉冲通过发射天线直接进入到地下, 通过有电性差异的地下地层或目标体反射脉冲返回地面, 然后由接收天线构成的接收电路接收。由于电磁波在介质中进行通信时, 电磁波的传播路径, 电磁场的强弱与电磁波将随通过介质的电气性能和几何形状的变化而变化, 因此, 我们可以根据接收电磁波回报的旅行时间、振幅和波形数据等相关信息, 来推导出该介质的布局和结构。地质雷达工作原理图如图1所示。

工作原理:地质雷达在工作过程中, 由位于地面宽带发射出来的脉冲经过发射天线耦合到地下, 发射的脉冲波在地下的传播中将会遇到相关的介质分界面, 如果介质面是均匀的, 那么脉冲中的部分能量将被反射回地面, 接收于地面上的宽带接受天线。采样接收电路是在雷达主机取样控制电路的控制之下, 根据等效时间采样原理把接收到的高速重复明显的脉冲信号转换成相应的低频信号, 然后把转换成的低频信号送到显示系统用于实时显示和处理。

2.1 电磁波在介质中的传播速度

我们为了获取地下界面的深度, 必须要知道通过该介质时的电磁波传播速度υ, 该数值的计算公式为:

undefined

式 (1) 中, α为相位系数, σ为导电率 (1/ρ) , ε为介电系数, μ为磁导率。对于绝大多数岩石来说, 它们大多属于非磁性和非导电介质, 因此满足undefined的关系式, 我们可得:

undefined (2)

式 (2) 中, c表示电磁波在真空中的传播速度, 即光速, c=0.3 m/ns;εr表示相对介电常数。由式 (2) 中我们可以得知, 对于大多数非导电和非磁性介质来说, 它们的电磁波传播速度v的大小主要取决于该介质的相对介电常数的大小。

2.2 电磁波在介质中的吸收特性

电磁场场强在传播过程中的衰减速率, 我们通常用吸收系数β来表示, 地质雷达的工作频率高, 在地下介质中主要以位移电流为主, 即σ/ωε≪1, 此时吸收系数β的近似值为:

undefined (3)

由式 (3) 我们可以得知, 吸收系数β与导电率成正比例关系, 与介电常数的平方根成反比例关系。在空气中, σ=0, 则β=0。

2.3 电磁波的反射系数

电磁波在进行传播的过程中, 将会遇到不同的阻抗界面, 在阻抗界面将会产生相应的反射波和透射波, 其反射波与透射波遵循反射与透射定律。反射波能量的大小取决于反射系数R的大小, 反射系数R的数学表达式为:

undefined (4)

3 探测分析

在现场测量开始之前, 首先应该对雷达的采集参数进行相关的设定, 这一工作最好是在进入探测现场之前在室内完成, 进入探测现场之后也可以根据具体的情况略加调整。在工程质量的检测中, 雷达数据的采集非常重要, 它直接涉及到以后资料处理和解释工作的成果好坏。

3.1 探测目的与目标

地质雷达在对项目进行探测时, 通常都会对项目有确定的检测对象、探测目的和明确的探测要求。从这些目的和要求中, 我们应该特别清楚地明确以下要点, 从而来正确设置探测仪器参数和合理布置测线。这些要点主要包括以下内容:探测目标的深度;探测目标水平尺度;决定测线的间距和目标是二度体还是三度体等内容。雷达探距方程:

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系统增益:undefined

把满足Qs+Q>0的距离, 我们称之为地质雷达的探测距离。

3.2 测线布置与标记

测线布置一般应该尽可能与异常的走向垂直, 与此同时测线的间距应该小于或者等于目标尺度与分辨率尺度, 这样可以防止目标漏测, 对于一般的二度体, 可以布置一个方向的测线, 如需反映三度体的特性或做成三维成像, 则应布置多条测线或构成测网。二度体探测剖面布置如图2所示, 三度体探测剖面如图3所示。

我们采用地质雷达在进行具体的测量过程中, 一定要做好场地标记和记录打标工作。场地标记主要包括测线标记和测线上距离标记两部分的内容。与此同时, 雷达记录里的标记要与场地标记的内容相一致。

3.3 观测场地与环境记录

观测现场与环境记录内容这项工作非常重要, 它是我们进行资料解释的相关基础。在进行现场记录时, 我们要把那些可能产生反射干扰的地物都记录下来, 然后对它们的性质、与测线的距离和位置关系等内容进行具体的标注。

3.4 地质雷达的观测方式

通常来说, 地质雷达随着天线类型的不同, 其相应的观测方式也不尽相同。按天线的频率特性讲, 有高频、中频和低频天线;按照结构特点又可以划分为非屏蔽和屏蔽天线;按照地质雷达的电性参数来分, 可以分为偶极子天线、反射器偶极子天线和喇叭状天线这三类。无论采用哪种天线结构, 我们的最终目的都是为了获得较高的发射效率。

摘要：随着科学技术的日新月异, 雷达的应用已经不断渗透到社会的方方面面。而地质雷达 (Ground Penetrating Radar, 简称GPR) 是指通过利用超高频宽频带 (1 MHz～1 GHz) 短脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。文章针对地质雷达的特点、应用、工作原理和探测分析进行了简要的阐述, 此研究具有一定的理论意义和实践意义。

关键词：地质雷达,探测,电磁波

参考文献

[1]郭有劲.地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用[J].铁道工程学报, 2002 (2) .

[2]窦顺, 侯殿英.瓦窑坡隧道岩溶地质超前预报[J].铁道工程学报, 2011 (5) .

[3]赵玉良, 李建华.地质雷达探测溶洞等地质体机理研究及实例分析[J].隧道建设, 2007 (3) .

钻孔地质雷达 篇7

在公路隧道施工过程中,由于地质、地形条件的复杂多变性和勘察设计水平、时间、经费等条件的局限性,施工人员对掌子面前方及其周围的地质情况了解不全面,致使在隧道掘进开挖过程中出现坍塌、冒水、涌水等现象,造成了巨大的隧道施工事故。因此,在公路隧道施工中进行地质超前预报是十分必要的。

目前常用的地质超前预报方法有地质素描法、地质雷达法、TSP法、红外探测法、TGP法等。其中地质雷达因具有探测速度快、非破坏性探测、分辨率高、可进行资料的实时成像处理、经济方便以及对施工干扰小等优点,近年来在施工检测和地质预报中得到了广泛的应用[2]。

1 地质雷达工作原理

GPR(Ground Penetraing Radar)方法是一种用于确定地下介质分布的电磁波法。利用岩石介质界面的电磁特性差异而产生的电磁反射波进行隧道超前预报,目前的技术水平下一般用来探测开挖面前方10~30m范围内及隧道周围的地质状况,属于短期地质超前预报的范畴[3]。地质雷达方法原理类似反射地震勘探技术,是一种高分辨率探测方法。GPR方法利用高频电磁波(1MHz~1GHz),以脉冲形式通过发射天线被定向地向地下发射。电磁波在地下介质中传播,当遇到存在电性差异介质的界面时,电磁波便发生反射,返回地面后由接收天线接收(如图一),并由采集系统(主机)以数字形式记录下来。

采集的数据通过处理,可以获得时间或深度剖面。根据记录到的反射波的到达时间和求得的电磁波在介质中的传播速度,来确定反射界面或目标体的深度;同时根据反射波同向轴的形态以及反射波振幅的相对强弱变化等因素来判断目标体的性质及空间规模,从而达到对地层或地下目标体的探测。

地质雷达资料的分析实际上就是对反射回来的电磁波的分析,反射电磁波的强弱取决于相应介质的相对介电常数的差异,相对介电常数差异越大,其反射的电磁波的振幅就越强。空气、水以及花岗岩的相对介电常数分别是1、81、5~8,三者之间均有一定的差异。从理论上讲,界面反射信号的强弱及反射波同向轴的形状是判断空洞等异常的依据,反射波相位与直达波相位的关系是判断含水界面的依据。

2 工程应用实例及成果分析

2.1 隧道地质概况

大绍3号隧道位于政和县星溪乡大绍村北侧约1km的山体中,为双线双洞隧道,隧道左线起迄桩号ZK131+480~ZK132+354,长874m;右线起迄桩号ZK131+446~ZK132+328,长882m;左右线进口洞门均为端墙式。从县道有乡村道路连接到大绍村,从大绍到隧道进出洞口约1km需新修便道,交通条件极为不利。本路段属于闽东火山段拗带与闽西北隆起带结合部位,政和-大埔深大断裂的影响带,花岗斑岩侵入,未见影响场地稳定性的活动性断裂,地壳整体相对稳定。隧址区属构造-剥蚀中低山地貌。改隧道穿越于星溪乡大绍村北侧山体中,进口处地面高程526-523m,出口处地面高程506-490m,隧道轴线最高点高程795m,相对高差300m左右,地面起伏大,坡体陡峻,隧道场区山脊(顶)陡峻,进口侧山坡自然坡度20~30°,出口侧山坡自然坡度约35°,植被较发育。

选取大绍3号隧道出口端左线(上台阶)为例进行预报分析。该掌子面里程桩号为ZK132+332,预报范围为ZK132+332~ZK132+302,共预报30米。左线(上台阶)当前掌子面地质情况:掌子面围岩岩性为强-弱风化程度的凝灰熔岩,单块岩石的硬度高,锤击声清脆,有回弹,易敲碎,初步定性判定当前掌子面围岩属于坚硬岩;掌子面裂隙极为发育(主要分布掌子面左侧和右侧),左侧顶部到底部中延伸一条裂隙带宽约0.2m并含有中风化的凝灰熔岩并夹少量的粘土,导致围岩破碎较为严重,并呈镶嵌碎裂状结构,整体上来看岩体完整性差,自稳性为一般,易掉块;当前掌子面有滴水、渗水现象,隧道开挖后自然拱不易形成;综上所述,现场初步判断当前掌子面围岩级别为Ⅳ级。掌子面地质实拍照片(见图二)。

2.2 GPR地质超前预报结果分析

本次隧道地质超前预报拟主要采用地质雷达法,并辅以其他地质调查方法。所用仪器为瑞典RAMAC公司生产的CUⅡ型探地雷达主控单元,配置主频为100MHz的一体式屏蔽天线。

经过探测得到,大绍3号隧道出口端左线雷达探测波谱图(如图三)所示。

通过综合分析大绍3号隧道出口端左线(上台阶)的地质雷达测线的波谱图可以看出,从当前掌子面向前约30米范围内,即从里程ZK132+332至ZK132+302,地质雷达测线的反射波的振幅及频率特性基本相似,振幅反射不稳,部分局域出现增强,进而推测该里程段(ZK132+332~ZK132+302)范围内围岩的地质情况为:该隧道左线开挖轮廓线以内围岩为凝灰熔岩,多呈强-弱风化状,掌子面围岩裂隙仍将继续发育并夹少量的粘土和强风化凝灰熔岩,局部围岩破碎程度严重,呈镶嵌碎裂状结构,在开挖时局部围岩将出现渗水和滴水现象,易掉块,所以在开挖过程中应注意进尺;同时由于本区间段正处于沟谷地,受其影响,岩体破碎,因此建议该里程段围岩级别为Ⅳ级。

3 隧道施工建议

(1)隧道爆破后应对开挖面和已经衬砌地段及时进行检查,对于可能出现的险情,应采取措施及时处理,并对掌子面围岩及时进行排险。

(2)由于本次所预报里程段围岩整体非常破碎,呈块状镶嵌碎裂结构,完整性差,在拱部容易出现局部坍塌甚至掉块等地质灾害,所以建议施工单位在隧道开挖前必需做好适当的超前支护措施,以保证隧道的开挖安全和质量,为后面的衬砌支护施工创造较好的条件。

(3)由于目前该隧道施工是上下台阶法开挖,所以在施工过程中应注意各段衬砌支护的衔接问题,尤其要注意起主要支护作用的钢支撑的对接,要保证钢支撑的对接质量,且钢支撑墙脚支持点一定要有效处理,尽早封闭成环,防止出现较大的变形。

(4)由于目前施工里程段围岩非常破碎,爆破后存在一定程度的超挖现象,而超挖部分的回填施工质量对初期支护作用的发挥具有较大的影响,建议相关各方要加强对超挖回填质量的监督控制,以保证该隧道的长期稳定与安全。

(5)时值雨季,长期降雨渗入地表,岩体所含水量或有增加,加速围岩的塑性形变核自身负荷,可能对隧道的安全存在一定隐患,洞内滴水现象可能有所增加,出于安全考虑,务必请各方关注已开挖段的每日监测数据,以便及时发现确认异常及其危害程度,并做出相应的解决措施,确保施工如期进行和施工人员安全。

4 结束语

(1)地质雷达用于公路隧道施工中,可较快较准确地判断并预报掌子面前方不良地质情况,有利于更好地指导隧道工程施工,提高了短期地质超前预报的工作水平。

(2)为了提高对地质雷达波形图的解释和识别的准确性,需要对不良地质条件下各种介质雷达波形的典型特征进行反复的研究推测,积累大量的图像资料,以实现能与现行隧道围岩级别划分标准相对应,提高量化处理的水平[4]。

(3)将预报结果与隧道掌子面地质素描情况综合分析,能取得更高的准确性,从而为设计变更以及隧道安全施工提供可靠的依据。

摘要：本文介绍了地质雷达的基本工作原理,并以某高速公路隧道建设为例,简述地质雷达在隧道地质超前预报过程中的应用,说明地质雷达在隧道短期地质超前预报中的实用性、有效性和安全性,能提供更准确的地质信息和科学依据,更好地指导施工。

关键词：地质雷达,地质超前预报,公路隧道

参考文献

[1]刘云祯.TGP隧道地震波预报系统与技术[J].物探与化探,2009,(4):170.

[2]叶观宝,宋建.地质雷达在公路隧道短期地质超前预报中的应用[J].勘察科学技术,2010,(1).

[3]周治国,刘保卫,唐孟雄,李爱兵.TSP和GPR综合方法隧道超前地质预报[J].矿业研究与开发,2008,28(4).

钻孔地质雷达 篇8

1工程地质情况

1.1 工程概况

长坞岭隧道位于安徽黄山至塔岭和小贺至桃林高速公路第2合同段,为三车道分离式隧道,左线长769 m(ZK08+595.00～ZK09+364.00),右线长630 m(K08+650.00～K09+280.00),设计时速100 km/h,净宽14.50 m,净高5.0 m。

1.2 地质概况

长坞岭隧道地处皖南山区,勘察设计成果表明:隧址属低山微丘地貌,左线于ZK08+795附近穿越一处冲沟,埋深6 m～8 m;右线于K09+045附近穿越坡积浅埋段,最小埋深7 m～8 m。隧道穿越岩层有第四系全新统冲积层,第四系全新统残坡积层元古界木坑组千枚岩、泥质粉砂岩,围岩级别多为Ⅳ级,Ⅴ级。

隧址区地表水为兰水河水系,隧道所在山体为单脊山岭,进口段主沟为正源沟,出口段主沟为蛇坑沟,进、出口支沟均为无地表水流干沟,仅在雨季有间歇性水流,流量较小,水质良好。地下水主要为基岩裂隙水,无稳定水位,水量受大气降水影响而变化,强风化带中风化裂隙发育,但多为泥质充填,弱风化带裂隙节理多为闭合状,富水性较差,隧道设计标高高于侵蚀基准面16 m～30 m,故基岩裂隙水不发育。

2地质雷达法超前地质预报方案设计

2.1超前预报目的

考虑本隧道不具备岩溶发育条件,超前地质预报的目的主要在于精确定位掌子面前方的断层、破碎带、地下水变化情况、坡残积层埋深情况等,为确定隧道开挖方法、制定预加固方案提供指导。

2.2地质雷达基本原理

应用地质雷达进行超前地质预报的基本原理为:雷达在产生周期性的毫微秒信号,并直接反馈给发射天线,经由发射天线耦合到前方围岩的信号在传播路径上遇到介质的非均匀体(断层、破碎带等)时,产生反射信号。反射信号接收后直接传输到接收机,信号在接收机内经过整形和放大等处理后,经电缆传输到雷达主机,经处理后,传输到微机。在微机中对信号依照幅度大小进行编码,并以伪彩色电平图/灰色电平图或波形堆积图的方式显示出来,经事后处理,可用来分析掌子面前方各种界面的位置。

2.3测试频率及测线布置

考虑到本隧道超前地质预报的实际情况,提高精度,准确预测不良地质的分布是首要目的,探测深度为其次。本隧道每次探测深度取15 m,即隧道每开挖15 m进行一次短距离超前预报,当日提交超前预报报告,快速反馈指导施工。

测线布置根据不同开挖方法确定:隧道全断面或上下台阶开挖时,断面较大,可水平布置3条测线;隧道采用侧壁导坑法施工时,为避免周边钢构件的干扰,宜竖向布置2条测线;隧道采用双侧壁导坑法施工时,断面很小,干扰较大,每个导洞只能竖向布置1条测线。当发现明显异常反射时,根据需要进行测网加密。

3雷达数据分析及成果

3.1典型雷达图像

1)单一岩性完整围岩。

由于岩性单一,介电常数变化很小,雷达波形均匀,无异常强发射现象;因岩层完整,无断层、构造裂隙等,雷达信号同相轴应连续。

如图1所示是ZK08+848掌子面的扫描图像。从图1中可以看出:雷达波波形均匀,同相轴连续,围岩基本无显著变化,据此预测ZK08+848～ZK08+863段围岩条件为:岩体干燥,呈块状、次块状结构,仅局部发育有短小裂隙,岩石质地坚硬,围岩较完整。

2)富水区围岩。

由于水与围岩的相对介电参数有明显差异,当雷达发射的信号穿越基岩与富水带的界面时,将产生具有一定规律的强反射,并在含水破碎带产生绕射、散射,导致信号紊乱。

长坞岭隧道勘察成果认为围岩富水性较差,实际穿越冲沟浅埋段时,由于地表水容易补给,富水性仍较强。如图2所示是在K09+019进行超前地质预报(K09+019～K09+034段)的波形图,从图中可见K09+019～K09+024为相对低幅反射波组,预测此段围岩以弱风化千枚岩为主,地下水不发育;K09+024～K09+034段出现较强的反射波,相位连续性不强,预测该段富水性增强,围岩变差。实际开挖至该区段时,掌子面出现较大面积线流,并伴有掉块现象。

3)岩脉裂隙破碎带围岩。

在低强度岩层(如千枚岩)中侵入较高强度的岩脉(如石英)时,裂隙或破碎带较发育,由于岩层的不连续性、岩石强度和介电常数的变化,在雷达波形图上显示为区域性的强反射。

如图3所示为长坞岭隧道左线黄山端ZK08+680处超前预报的波形图。从图中可以看出掌子面中部出现比较集中的强反射,与周围围岩有明显区别,考察相位图后预测该区域受构造作用形成裂隙,后有大型石英脉侵入,开挖易形成沿裂隙方向的滑动。

4)坡残积层与基岩界面。

探测坡残积层深度,判断坡残积层是否进入隧道范围是长坞岭隧道超前地质预报的一项重要工作坡残积层与基岩有明显界面时,雷达信号也可见明显界面;反之则为平缓过渡。

通过对图像进行分析,预测结果如下:

1)K09+035处拱顶坡积层厚度7.5 m～8 m,拱顶基本位于弱风化千枚岩与坡积层结合部,隧道右拱肩可出现坡积层;

2)K09+037处隧道拱顶坡积层厚度11 m～12 m,隧道拱顶1 m～2 m处于坡积层或全～强风化千枚岩中;

3)K09+038～K09+045段坡积层厚度大于15 m,隧道上半断面处于坡积层或全～强风化千枚岩中;

4)K09+045以后,埋深逐步增大,坡积层厚度逐渐减小,隧道范围及覆盖层以全风化～强风化千枚岩为主,没有明显分层;

5)K09+052处隧道拱顶上覆全风化～强风化千枚岩,隧道上半断面右侧为全风化～强风化千枚岩,左侧局部为弱风化千枚岩。

3.2长坞岭隧道超前地质预报成果

长坞岭隧道累计进行超前地质预报33次,其中从地表进行扫描1次。由于探测深度较浅,预测准确性达到100%,指导围岩变更9次,为保障施工安全,优化设计施工方案发挥了重要作用。

4结语

1)针对隧道实际地质条件,制定有针对性的超前预报方案,掌握工程潜在不良地质体的雷达信号特征,并结合洞内外地质观察进行数据分析和判读,方能显著提高预报精度,减少误报。

2)通过短距离、高频率预报,可提高预测准确性,及时发现隧道存在的破碎带、富水区及坡积层厚度,对保障施工安全提供有效指导。

3)隧道短距离超前地质预报准确可靠,但由于距离短,需要设计、预报、施工各方密切配合,快速采集、分析数据并反馈到设计施工中,方能充分发挥超前地质预报的作用。

参考文献

[1]孙广忠.工程地质与地质工程[M].北京:地震出版社,1993.

[2]王洪勇.综合超前地质预报在圆梁山隧道中的应用[J].现代隧道技术,2004(3)55-56.

[3]赵永贵,刘浩,孙宇,等.隧道超前地质预报研究进展[A].隧道超前地质预报技术交流会论文集[C].2004.

[4]薛建,曾昭发,王者江,等.隧道掘进中掌子面前方岩石结构的超前预报[J].长春科技大学学报,2000(1):29-30.