发挥地质雷达作用,增强＊院勘测实力.doc

发挥地质雷达作用 增强我院勘测实力2011-8-12 15:06:47 全屏阅读作为一种地球物理领域的高新技术方法，地质雷达以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图象显示等优点，倍受广大工程技术人员的青睐。地质雷达在岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、生态环境检测、城市地下管网普查等众多领域取得了显著的探测效果和社会经济效益，其性能在工程实践中得到不断完善和提高，在工程探测领域的应用将不断拓宽。勘测分公司一直十分注重新技术新设备的引进、应用和推广，自2009年引入加拿大探头与软件公司的新一代Pulse ekko pro地质雷达以来，先后在特高压输电线路、齐岳山风电场，崇左生物质电厂等项目的岩土工程勘察中进行了实际应用，丰富了岩土工程勘查资料，并掌握了地质雷达实际运用技巧和注意事项，积累了一些操作经验。为了更好地发挥地质雷达的作用，特在此总结了地质雷达的使用方法步骤和一些注意事项。一、仪器的操作与保护地质雷达作为一种精密仪器，应当特别注意它的正确操作使用。首先ekko地质雷达的传输信号线为光缆材料，很容易折断，在操作时应特别小心。其次，开机步骤应该是先天线按钮，后主机按钮，然后是电脑采集按钮，关机应当遵循先电脑，再主机最后天线的顺序。否则会引起仪器元件损耗。再有不同频率天线对应不同的采集频率，采集频率应当大于天线频率，当然也不能过高，一般为10倍，过高会导致同步模块烧毁。野外工作环境通常比较恶劣，千万不能在雨天进行，不能过含水区域。否则很可能会使电子元件短路，不小心受潮时应当及时烘干，要经常用凡士林或干净面纸对仪器表面擦拭，切不可有污渍，接口处要用空气球吹掉灰尘，保证仪器的干燥清洁。二、天线中心频率的选择采用何种中心频率的天线主要是由具体探测任务所要求的空间分辨率及勘探深度决定，其次还应考虑目标体周围介质的不均一性引起的杂乱反射在雷达记录中形成的干扰影响。从方法本身的特点而言,要想获得较大的勘探深度,必须采用较低中心频率的天线，这样虽然降低了探地雷达记录的空间分辨率，但保证了所需的勘探深度。选择工作频率的基本原则是首先保证有足够的勘探深度，然后再考虑为提高空间分辨率而选用具有较高中心频率的工作天线。影响勘探深度的因素包括以下几个方面：1、天线的中心频率，频率越低，深度越大。2、发射功率，功率越大，深度越大。3、地下介质的电导率，随电导率升高而下降。4、地下介质的含水量，随含水量升高而下降。5、地下介质的粘土含量，随含量升高而下降。6、地下介质的杂乱程度，越杂乱，勘探深度越小。 地质雷达探测地下物体的垂直分辨率上限为四分之一个波长，不同中心频率的天线在不同介质内的分辨率如图1。在汪营220kV变电站的探测过程中我们先使用100MHZ的天线发现电磁波信号不能穿透粘土覆盖层，后来改用25MHZ的天线，信号虽然能够穿透覆盖层，但其分辨率不高，依照勘探深度至上的原则，我们最终选用了25MHZ的天线。图1不同中心频率的天线的在不同介质里的垂直分辨率三、资料的处理及解释地质雷达资料处理主要包括以下过程：数据编辑处理、滤波处理、图像解析等步骤。数据编辑处理有废道剔除，标记编辑，测线方向归一化，文件合并等，这里要注意对野外雷达波信号有影响的标记位置进行编辑整理，以保证后续资料解释的准确性。滤波虽然能够去掉一些干扰波，但是有些滤波不仅不能突出异常，相反会淹没掉有用信息，经过多次对比，总结出效果较好的滤波处理步骤为：1、一维滤波去直流漂移；2、零点校正移动开始时间；3、能量衰减增益；4、二维滤波抽取平均道；5、一维巴特沃斯带通滤波；6、 二维滤波滑动平均。另外还可根据需要做偏移归位和反褶积处理。图像解析需要和钻孔资料紧密结和，根据一两个钻孔资料反推出波速和波形特征，然后由已知推出未知，以减小物探多解性带来的影响。根据多次探测结果，总结出岩溶地区常见探地雷达图像特征，如下：1、灰岩：致密灰岩的雷达图像特征是非常微弱的反射，其周期较黏土明显增大，在灰岩内的某些不规则强反射则是由于局部小裂隙充填的石英脉所引起。2、溶洞：溶洞的雷达图像特征是被溶洞侧壁的强反射所包围的弱反射空间 ,溶洞底界面的反射则不太明显。当溶洞为空洞或充水时，洞体内雷达波几乎是没有反射的，当溶洞充填覆盖物质时，则可见一组较短周期的细密的弱反射，这是洞内土体所产生的。3、溶蚀裂隙：溶蚀裂隙和溶洞并没有本质上的差异，当溶蚀裂隙仅仅是充水裂隙时，由于裂隙周围岩石破碎、充水，因此在裂隙上形成雷达波的强反射。发育在灰岩顶部的溶蚀裂隙，由于裂隙水对上覆土体的侵蚀，土体下部结构发生变化，也可能形成局部的小空洞，因此在雷达波图像中这时可见到土层下部雷达波同相轴的错乱。4、土洞：土洞雷达图像特征在图像表现上为双曲线弧形强反射影像。图2为汪营220kV变电站某剖面探测结果，从图中可以清晰看到灰岩面形态，图中的水平距离80105m，深1518m范围内反射波杂乱，同相轴不连续推测为岩溶发育区，在其右边可见一组同相轴连续的强反射，推测为裂隙。图3为汪营220kV变电站某裂隙的多剖面三维显示结果，从图中可看出裂隙从左往右向下发展。图2：地质雷达图像解析结果图3：地质雷达图像三维