孔中雷达法探测孤石的研究-隧道建设.PDF

　　 孔中雷达法探测孤石的研究 党如姣 （中铁隧道勘测设计研究院，河南洛阳　４７１００９） 摘要：盾构在花岗岩风化地层中掘进存在着极大风险，为解决花岗岩风化残留体精确探测的难题，采用理论分析、数值模拟和现场 试验的方法对孔中雷达法探测孤石进行研究，研究表明：１）采用孔中雷达法，配置 １００～２００ＭＨｚ孔中天线，在地层差异明显的情 况下能探测出测孔周围３～５ｍ、粒径在０．７ｍ以上的孤石；２）在不均匀地层中，不同粒径的孤石在雷达探测剖面上的反射波信号 响应特征差别很大，通过反射波的强度和速度可判断出孤石的大小和埋深；３）在花岗岩风化地层中的现场试验探测结果与实际吻 合，证明采用孔中雷达法探测孤石可行。孔中雷达法既能充分发挥钻孔的作用，又能在增加成本较小的情况下精确探测出隧道沿 线孤石的分布情况，具有较好的推广应用价值。 关键词：孔中雷达法；孤石探测；钻孔勘察；花岗岩风化地层 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１６．１０．００９ 中图分类号：Ｕ４５　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１６）１０－１２２１－０５ ＳｔｕｄｙｏｆＢｏｕｌｄｅｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎｂｙＧｒｏｕｎｄＰｅｎｅｔｒａｔｉｎｇＲａｄａｒ ＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＤｒｉｌｌｈｏｌｅ ＤＡＮＧＲｕｊｉａｏ （Ｓｕｒｖｅｙ，ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＴｕｎｎｅｌＧｒｏｕｐ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００９，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｅｔｅｃｔｔｈｅｂｏｕｌｄｅｒｉｎｗｅａｔｈｅｒｅｄｇｒａｎｉｔｅｇｒｏｕｎｄ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｂｏｒｉｎｇ ｉｎｗｅａｔｈｅｒｅｄｇｒａｎｉｔｅｇｒｏｕｎｄｉｓｏｆｇｒｅａｔｒｉｓｋ．Ｔｈｅｂｏｕｌｄｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｇｒｏｕｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｒａｄａｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈ ｄｒｉｌｌｈｏｌｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｉｔｅｔｅｓｔ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：１）Ｔｈｅ ｂｏｕｌｄｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｌａｒｇｅｒｔｈａｎ０．７ｍａｎｄｗｉｔｈｉｎ３－５ｍｓｃｏｐｅａｒｏｕｎｄｄｒｉｌｌｈｏｌｅｃａｎｂｅｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｓｅｔｔｉｎｇ１００－２００ＭＨｚ ｒａｄａｒａｎｔｅｎｎａ．２）Ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｅｄｗａｖｅｓｏｆｂｏｕｌｄｅｒｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｓｉｎｕｎｅｖｅｎｓｔｒａｔａｖａｒｙｇｒｅａｔｌｙ；ａｎｄｔｈｅｓｉｚｅａｎｄｃｏｖｅｒ ｄｅｐｔｈｏｆｂｏｕｌｄｅｒｃａｎｂｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｏｂｓｅｒｖｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｒｅｆｌｅｃｔｅｄｗａｖｅ．３）Ｔｈｅｓｉｔｅｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｗｅａｔｈｅｒｅｄｇｒａｎｉｔｅｇｒｏｕｎｄｃｏｉｎｃｉｄｅｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅｂｏｕｌｄｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂｙｇｒｏｕｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｒａｄａｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｄｒｉｌｌｈｏｌｅｉｓｗｏｒｔｈｐｏｐｕｌａｒｉｚｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｒａｄａｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｄｒｉｌｌｈｏｌｅ；ｂｏｕｌｄｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｄｒｉｌｌｈｏｌｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ；ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｇｒａｎｉｔｅｇｒｏｕｎｄ ０　引言 在城区采用物探方法探测花岗岩风化残留体存在 我国南方沿海城市花岗岩风化地层中分布有大量 干扰因素多、探测分辨率要求高、场地条件复杂等难 ［３］ ［４］ 的孤石，其形状各异、大小不定、埋深不同。盾构在花岗