TSP地质雷达红外探水在工程中的应用原理.doc

地质雷达方法 地质雷达检测是利用高频电磁波以宽频带短脉冲的形式，其工作过程是由置于地面的发射天线发送入地下一高频电磁脉冲波(主频为数十兆赫至数百兆赫乃至千兆)，地层系统的结构层可以根据其电磁特性如介电常数来区分，当相邻的结构层材料的电磁特性不同时，就会在其界面间影响射频信号的传播，发生透射和反射。一部分电磁波能量被界面反射回来，另一部分能量会继续穿透界面进入下一层介质，电磁波在地层系统内传播的过程中，每遇到不同的结构层，就会在层间界面发生透射和反射，由于介质对电磁波信号有损耗作用，所以透射的雷达信号会越来越弱。探地雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和终端设备(计算机)等组成。??? 各界面反射电磁波由天线中的接收器接收并由主机记录，利用采样技术将其转化为数字信号进行处理。从测试结果剖面图得到从发射经地下界面反射回到接收天线的双程走时t。当地下介质的波速已知时，可根据测到的精确t值求得目标体的位置和埋深。这样，可对各测点进行快速连续的探测，并根据反射波组的波形与强度特征，通过数据处理得到地质雷达剖面图像。而通过多条测线的探测，则可了解场地目标体平面分布情况(如图2.2所示)。通过对电磁波反射信号(即回波信号)的时频特征、振幅特征、相位特征等进行分析，便能了解地层的特征信息(如介电常数、层厚、空洞等)。 红外探水仪 　　简介 　　地质体每时每刻都在由向外部发射红外能量，并形成红外辐射场。地质体由内向外发射红外辐射时，必然会把地质体内部的地质信息，以红外电磁场的形式传递出来。 　　当隧道前方和外围介质相对比较均匀，且不存在隐蔽灾害源时，沿隧道走向分别对顶板、底板、左边墙、右边墙向外进行探测，所获得的红外探测曲线，具有正常场特征。当隧道断面前方或隧道外围任一空间部位存在隐蔽灾害源时，隐蔽灾害源产生的灾害场就一定会迭加到正常场上，使正常场中的某一段曲线发生畸变，畸变段称作红外异常。红外探测就是根据红外异常来确定隐蔽灾害源的存在。隐蔽灾害源是指含水断层、含水溶洞、地下暗河。 　　HW??304型红外探测仪，是在303型的基础上向前迈进了一步，它可将探测场强数据储存在仪器内，用通讯电缆与微机连接后，可将探测数据直接传输至微机，实现快速准确成图。 　　用途 　　在复杂地质条件下，特别是岩溶发育地区，相对掘进隧道的隐伏水体或含水构造，除了出现在掘进前方之外，还可能出现在顶板上方、底板下方、两边墙外部。针对复杂水文地质特点，红外探测仪可实现全空间全方位探测。其具体地质预报内容如下： 　　1、 通过超前探测可预报掘进前方30米范围内有无含水断层和溶洞。 　　2、 通过对顶板上方探测，可确定隧道上方30米范围有无含水层或含水构造。 　　3、 通过对底板下方探测，可了解下方有无含水构造，以预防滞后突水。 　　4、 分别向两边墙外部探测，了解30米范围内有无含水体或者含水断层，以预防含水断层在前方与隧道相交造成大突水。 　　使用环境条件： 　　温度：0℃——+40℃ 　　湿度：应不大于80％。在潮湿环境工作不应超过8小时。 　　大气压力：（0.8－1.1）×105Pa。 　　无腐蚀性气体和强电磁场干扰。 　　技术参数： 　　瞄准方式：红色激光 　　电 源：镍氢可充电电池 　　电源电压：1.2V×5 　　电流参数： 　　正常工作电流为 18mA 　　背景光电流为28mA 　　激光器电流为20mA 　　辐射场场强分辨率：H档 0.05 mw/cm2 ；m档 0.07 mw/cm2 　　液晶显示：LCD，带背景光照明 　　仪器尺寸：180×88×34（mm） 　　重 量：350 g 超前地质预报在乌鞘岭特长隧道中的应用?隧道网 (2005-8-2)??来源：隧道网???? 摘 要 隧道超前地质预报是工程地球物理研究中疑难问题之一。具体阐述了TSP203超前地质预报系统的数据采集、数据处理解释结果以及工程实例的应用情况。 ??? 关键词? 隧道工程 乌鞘岭特长隧道 TSP203超前地质预报系统 工程实例 ? ??? 分类号 P 631.8，U 45??? 文献标识码A??? 文章编号? 1000-6915(2004)增2-5140-07 ? ??? 1? 引? 言 ??? 随着我国西部大开发的深入，在铁路、公路、水利等工程施工中往往要遇到一些埋深大、长度大的隧道。这些隧道工程在设计阶段有关地质资料多在地表获得，而由于受工程地质条件和水文地质条件复杂多变性和目前勘察技术水平的影响，要想在施工前查明隧道围岩和其周围不良地质体(断层、破碎带、溶洞、暗河、软弱地层等)所处状态，特别是要准确查明隧道施工中可能发生的地质灾害的位置、规模和性质是十分困难的。而由于地质灾害的可能存在，仅靠施工