29172地质预报雷达法报告

第页隧道超前地质预报试验检测报告QB021301试验室名称：葛洲坝集团试验检测有限公司报告编号：GSJ-1404320-34委托单位巴东县交通运输局三峡库区巴东新县城至野三关公路工程建设指挥部委托编号WJ2014/02644工程名称三峡库区巴东新县城至野三关公路工程样品编号YPJ2014/04320工程部位桐木园隧道样品描述/试验依据DB42/T561-2009判定依据/主要仪器设备及编号微风化灰岩，属较坚硬、完整、中厚层状构造围岩，拱部及侧壁自稳性较好，地下水不发育，雨季地下水出水状态为潮湿状，偶有滴水状。检测方法地质雷达法掌子面部位K29+172预报范围K29+172～k29+142设计围岩情况Ⅱ级地质预报结果在雷达图像中0～380ns内的时窗范围内（参考波速0.1m/ns时换算的距离范围k29+172～K29+153）电磁波反射波组多；电磁波反射信号在此区段内同向轴较为连续，大部分同向轴与掌子面平行，反射信号频率以中低频信号为主，信号振幅强度强，且存在振荡信号；结合掌子面地质调查，初步判断此区段范围内，围岩较为破碎，裂隙较为发育，裂隙较为发育。在雷达图像中380～600ns内的时窗范围内（参考波速0.1m/ns时换算的距离范围k29+153～K29+142）电磁波反射波组较；电磁波反射信号在此区段内同向轴不连续，大部分反射信号频率以中高频信号为主，信号振幅强度弱；结合掌子面地质调查和设计资料，初步判断此区段范围内，围岩较为完整，裂隙不发育，裂隙水不发育。检测结论：K29+172～K29+153范围内，围岩较为破碎，裂隙较为发育，裂隙水较为发育。K29+153～K29+142范围内，围岩较为完整，裂隙不发育，裂隙水不发育。备注：条码编号为1000000768602。试验：审核：签发：日期：年月日（专用章）附件：受巴东县交通运输局三峡库区巴东新县城至野三关公路工程建设指挥部的委托（委托编号为WJ2014/02634，样品编号YPJ2014/04320，条码号1000000768602），我公司于2015年03月27日对三峡库区巴东新县城至野三关公路工程桐木园隧道进行了超前地质预报。现依据相关规范提供超前地质预报报告。检测依据（1）《湖北省公路隧道施工地质预报规程》（DB42/T561-2009）（2）《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设[2008]105号）；（3）隧道设计文件。检测内容本次采用地质雷达法探测隧道掌子面前方30米范围内岩溶、断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体或者其它含水地质体的发育情况。检测方法探地雷达是近年来一种新兴的地下探测与混凝土构筑物无损检测的新技术，它是利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构位置和分布的非破坏性的探测仪器，是目前国内外用于测量混凝土内部缺陷最先进、最便捷的仪器之一，天线屏蔽抗干扰性强，探测范围广，分辨率高，具有实时数据处理和信号增强，可进行连续透视扫描，现场实时显示二维黑白或彩色图像。探地雷达工作示意图见图3-1。探地雷达通过雷达天线对隐蔽目标体进行全断面扫描的方式获得断面的垂直二维剖面图像，具体工作原理是：当雷达系统利用天线向地下发射宽频带高频电磁波，电磁波信号在介质内部传播时遇到介电差异较大的介质界面时，就会发生反射、透射和折射。两种介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射回的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，由雷达主机精确记录下反射回的电磁波的运动特征，再通过信号技术处理，形成全断面的扫描图，工程技术人员通过对雷达图像的判读，判断出地下目标物的实际结构情况。探地雷达工作原理见图3-2。图3-1探地雷达工作示意图探地雷达主要利用宽带高频时域电磁脉冲波的反射探测目标体。由公式雷达根据测得的雷达波走时，自动求出反射物的深度z和范围。图3-2探地雷达工作原理（a）孤立体（b）层面体电磁波的传播取决于介质的电性，介质的电性主要有电导率μ和介电常数ε，前者主要影响电磁波的穿透(探测)深度，在电导率适中的情况下，后者决定电磁波在该物体中的传播速度，因此，所谓电性介面也就是电磁波传播的速度介面。不同的地质体(物体)具有不同的电性，因此，在不同电性的地质体的分界面上，都会产生回波。基本目标体探测原理见图3-3（a）孤立体（b）层面体图3-3基本目标体探测原理示意图探地雷达基本参数如下：(1)电磁脉冲波旅行时间式中：Z—勘查目标体的埋深；x—发射、接收天线的距离（式中因Z>>x,故x可忽略）；V—电磁波在介质中的传播速度。(2)电磁波在介质中的传播速度式中：C—电磁波在真空中的传播速度（0.29979m/ns）；—介质的相对介电常数，—介质的相对磁导率（一般）(3)电磁波的反射系数电磁波在介质传播过程中，当遇到相对介电常数明显变化的地质现象时，电磁波将产生反射及透射现象，其反射和透射能量的分配主要与异常变化界面的电磁波反射系数有关：式中：r—界面电磁波反射系数；—第一层介质的相对介电常数；—第二层介质的相对介电常数。仪器设备仪器：瑞典MALAProEx型地质雷达，天线选择100MHz屏蔽天线表4.1设备信息表名称型号设备编号设备检定证书编号检定日期主机ProEx346028192014.09.01天线100MHz395308182014.09.01掌子面现场地质调查2015年03月27日，桐木园隧道出口端开挖至K29+172，掌子面长11m高6m。地质调查：掌子面岩石主要为碳质灰岩，主要为中-薄层状，局部为中厚层状，在距离地面约2m处有一条厚约1m的倾斜煤层，与地面夹角约20°；2m以上为中薄层碳质灰岩，厚度约5～10cm，裂隙发育，岩石较破碎；2m以下，为中厚层碳质灰岩。掌子面上有线状水滴，裂隙比较发育。地质素描见下图：图5-1掌子面地质素描测线布置现场测线布置如下图所示：图6-1测线位置示意图探测成果重复扫描的雷达图像具有较好的一致性，雷达时间剖面波形图见附表。从雷达时间剖面波形图上可以得出：在雷达图像中0～380ns内的时窗范围内（参考波速0.1m/ns时换算的距离范围k29+172～K29+153）电磁波反射波组多；电磁波反射信号在此区段内同向轴较为连续，大部分同向轴与掌子面平行，反射信号频率以中低频信号为主，信号振幅强度强，且存在振荡信号；结合掌子面地质调查，初步判断此区段范围内，围岩较为破碎，裂隙较为发育，裂隙较为发育。在雷达图像中380～600ns内的时窗范围内（参考波速0.1m/ns时换算的距离范围k29+153～K29+142）电磁波反射波组较；电磁波反射信号在此区段内同向轴不连续，大部分反射信号频率以中高频信号为主，信号振幅强度弱；结合掌子面地质调查和设计资料，初步判断此区段范围内，围岩较为完整，裂隙不发育，裂隙水不发育。由于现场无法验证探地雷达的波速，以上的探测结果是基于雷达波速在岩石中的经验值0.1m/ns计算得出的，故异常地质目标体的里程桩号推算可能存在一定误差。结论与建议初步判断结论为：K29+172～K29+153范围内，围岩较为破碎，裂隙较为发育，裂隙水较为发育。K29+153～K29+142范围内，围岩较为完整，裂隙不发育，裂隙水不发育。根据《湖北省公路隧道地质超前预报规程》(DB42/T561—2009)要求，地质雷达连续预报时前后两次重叠长度应不小于