专利名称：一种探地雷达u型地质超前预报方法
技术领域：
本发明涉及一种探地雷达U型地质超前预报方法。适用于隧道或隧洞施工掌子 面地质状况的超前预报。
背景技术：
在隧道或隧洞施工掌子面时，已经广泛地应用探地雷达法预报掌子面前方的结 构面或不良地质体，俗称地质超前预报。以往隧(道)洞实施超前预报时，一般在掌子 面布置“一”字或“十”字、“井”字型观测系统。根据雷达探测原理，布置在施工 掌子面的观测系统只能探测与掌子面近乎平行或呈小交角的结构面及不良地质体，而无 法预报与掌子面近乎垂交或呈大交角的结构面和不良地质体，由此造成漏报结构面或不 良地质体，严重影响预报的准确性和预报效果。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种探地雷达U型地质超前预报方法，可 对施工掌子面前方各种产状结构面和不良地质体进行全方位的预报，以提高预报的准确 性、全面性，达到全面、准确、有效预报的目的。本发明所采用的技术方案是探地雷达U型地质超前预报方法，其特征在于包 括步骤1)布置一条或二条U型雷达测线；2)从隧洞右壁起始点开始测试，沿右壁、掌子面至左壁测试，步距20cm，雷达 天线紧贴洞壁放平稳后再测试，在两拐角位置打上标记，测试至左壁终点结束；3)用备份数据文件进行频谱、滤波和增益恢复分析处理，选择合适的该地层介 质的相对介电常数进行时深转换形成雷达图像；4)用图像处理软件切除图像边缘，设置纵横1 1比例，并将图像按拐角标志线 切割成左、中、右三块，并按测线位置与相同比例在CAD图中建立雷达图像；5)综合分析雷达图像与地层、地质情况，识别各雷达反射波同相轴的位置；6)结合地质资料及前期预报成果进行综合分析与地质解释，确定掌子面前方与 掌子面近乎平行或小交角的地质构造和侧壁与掌子面近乎垂交或大交角的地质构造；7)将侧壁探测发现的与掌子面近乎垂交或大交角的地质构造，依据其走向推延 到掌子面前方，从而确定掌子面前方各种走向地质构造。本发明的有益效果是本方法将施工掌子面的雷达测线沿两侧壁向后延伸，形 成“U”型雷达观测系统，用左右壁测线分别探测左、右侧壁内与掌子面近乎垂交或大 交角的结构面和不良地质体；用掌子面测线探测掌子面前方与掌子面近乎平行或小交角 的结构面和不良地质体，由此组成的“U”型观测系统覆盖了施工掌子面及左右侧壁， 可对施工掌子面前方各种产状结构面和不良地质体进行全方位的预报，极大地提高了预 报的准确性、全面性，达到全面、准确、有效预报的目的。


图1是本发明实施例的系统布置图。图2是本发明探地雷达U型地质超前预报的雷达图像。
具体实施例方式本发明通过在施工掌子面的左、右侧壁增加雷达测线形成“U”型雷达观测系 统，用左、右壁测线分别是探测左、右侧壁内与掌子面近乎垂交或大交角的结构面和不 良地质体，并根据其走向延伸至掌子面的前方，用掌子面侧线探测掌子面前方与掌子面 近乎平行或小交角的结构面和不良地质体，由此对掌子面前方各种产状的结构面和不良 地质体进行全方位的预报。具体步骤如下(见图1)1、一般情况下，为提高工作效率仅布置一条U型雷达测线(低线4)，当掌子面 前方地质条件复杂时，可布置高线5、低线4 二条U型雷达测线；2、从隧洞右壁1起始点开始测试，沿右壁1、掌子面2至左壁3测试，步距 20cm,雷达天线紧贴洞壁放平稳后再测试，在两拐角A、B位置打上标记，测试至左壁 终点结束；3、用备份数据文件进行频谱、滤波和增益恢复等的分析处理，选择合适的该地 层介质的相对介电常数进行时深转换形成雷达图像；4、用图像处理软件切除图像边缘，设置纵横1 1比例，并将图像按拐角标志 线切割成左、中、右三块，并按测线位置与相同比例在CAD图中建立雷达图像(如图2 所示)；5、综合分析雷达图像与地层、地质情况，识别各雷达反射波同相轴{即雷达记 录上各道反射波相位相同的极值(俗称波峰或波谷)的连线丨的位置；6、结合地质资料及前期预报成果进行综合分析与地质解释，确定掌子面前方与 掌子面近乎平行或小交角的地质构造和侧壁与掌子面近乎垂交或大交角的地质构造；7、将侧壁探测发现的与掌子面近乎垂交或大交角的地质构造，依据其走向推延 到掌子面前方(见图2中结构面6的延长线，一直向前延伸到掌子面的前方)，从而实现 对掌子面前方各种走向地质构造的全面预报。本方法可有效预报施工掌子面前方不同走向的结构面和不良地质体，有效杜绝 仅在掌子面预报存在的对大交角结构面的漏报，极大提高预报的准确性、全面性和预报 效果。
权利要求
1. 一种探地雷达U型地质超前预报方法，其特征在于包括步骤1)布置一条或二条U型雷达测线；2)从隧洞右壁起始点开始测试，沿右壁、掌子面至左壁测试，步距20cm，雷达天线 紧贴洞壁放平稳后再测试，在两拐角位置打上标记，测试至左壁终点结束；3)用备份数据文件进行频谱、滤波和增益恢复分析处理，选择合适的该地层介质的 相对介电常数进行时深转换形成雷达图像；4)用图像处理软件切除图像边缘，设置纵横1 1比例，并将图像按拐角标志线切割 成左、中、右三块，并按测线位置与相同比例在CAD图中建立雷达图像；5)综合分析雷达图像与地层、地质情况，识别各雷达反射波同相轴的位置；6)结合地质资料及前期预报成果进行综合分析与地质解释，确定掌子面前方与掌子 面近乎平行或小交角的地质构造和侧壁与掌子面近乎垂交或大交角的地质构造；7)将侧壁探测发现的与掌子面近乎垂交或大交角的地质构造，依据其走向推延到掌 子面前方，从而确定掌子面前方各种走向地质构造。
全文摘要
本发明涉及一种探地雷达U型地质超前预报方法。本发明所要解决的技术问题是该方法可对施工掌子面前方各种产状结构面和不良地质体进行全方位的预报，以提高预报的准确性、全面性，达到全面、准确、有效预报的目的，解决该问题的技术方案是先在隧洞施工掌子面布置U型雷达测线，再用探地雷达沿该测线进行测试，将测试获得的数据处理后进行时深转换形成雷达图像，将雷达图像作切割处理后，找出图像中各雷达反射波同相轴的位置，结合地质资料及前期预报成果进行综合分析，确定掌子面前方的地质构造。本发明可用于隧道或隧洞施工掌子面地质状况的超前预报。
文档编号G01S13/89GK102012508SQ201010297919
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者单治钢, 吴关叶, 孟繁兴, 张春生, 王小清, 程武伟, 黄世强 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院, 浙江华东工程安全技术有限公司