專利名稱：一種探地雷達u型地質超前預報方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種探地雷達U型地質超前預報方法。適用于隧道或隧洞施工掌子 面地質狀況的超前預報。
背景技術：
在隧道或隧洞施工掌子面時，已經(jīng)廣泛地應用探地雷達法預報掌子面前方的結 構面或不良地質體，俗稱地質超前預報。以往隧(道)洞實施超前預報時，一般在掌子 面布置“一”字或“十”字、“井”字型觀測系統(tǒng)。根據(jù)雷達探測原理，布置在施工 掌子面的觀測系統(tǒng)只能探測與掌子面近乎平行或呈小交角的結構面及不良地質體，而無 法預報與掌子面近乎垂交或呈大交角的結構面和不良地質體，由此造成漏報結構面或不 良地質體，嚴重影響預報的準確性和預報效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種探地雷達U型地質超前預報方法，可 對施工掌子面前方各種產狀結構面和不良地質體進行全方位的預報，以提高預報的準確 性、全面性，達到全面、準確、有效預報的目的。本發(fā)明所采用的技術方案是探地雷達U型地質超前預報方法，其特征在于包 括步驟1)布置一條或二條U型雷達測線；2)從隧洞右壁起始點開始測試，沿右壁、掌子面至左壁測試，步距20cm，雷達 天線緊貼洞壁放平穩(wěn)后再測試，在兩拐角位置打上標記，測試至左壁終點結束；3)用備份數(shù)據(jù)文件進行頻譜、濾波和增益恢復分析處理，選擇合適的該地層介 質的相對介電常數(shù)進行時深轉換形成雷達圖像；4)用圖像處理軟件切除圖像邊緣，設置縱橫1 1比例，并將圖像按拐角標志線 切割成左、中、右三塊，并按測線位置與相同比例在CAD圖中建立雷達圖像；5)綜合分析雷達圖像與地層、地質情況，識別各雷達反射波同相軸的位置；6)結合地質資料及前期預報成果進行綜合分析與地質解釋，確定掌子面前方與 掌子面近乎平行或小交角的地質構造和側壁與掌子面近乎垂交或大交角的地質構造；7)將側壁探測發(fā)現(xiàn)的與掌子面近乎垂交或大交角的地質構造，依據(jù)其走向推延 到掌子面前方，從而確定掌子面前方各種走向地質構造。本發(fā)明的有益效果是本方法將施工掌子面的雷達測線沿兩側壁向后延伸，形 成“U”型雷達觀測系統(tǒng)，用左右壁測線分別探測左、右側壁內與掌子面近乎垂交或大 交角的結構面和不良地質體；用掌子面測線探測掌子面前方與掌子面近乎平行或小交角 的結構面和不良地質體，由此組成的“U”型觀測系統(tǒng)覆蓋了施工掌子面及左右側壁， 可對施工掌子面前方各種產狀結構面和不良地質體進行全方位的預報，極大地提高了預 報的準確性、全面性，達到全面、準確、有效預報的目的。


圖1是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)布置圖。圖2是本發(fā)明探地雷達U型地質超前預報的雷達圖像。
具體實施例方式本發(fā)明通過在施工掌子面的左、右側壁增加雷達測線形成“U”型雷達觀測系 統(tǒng)，用左、右壁測線分別是探測左、右側壁內與掌子面近乎垂交或大交角的結構面和不 良地質體，并根據(jù)其走向延伸至掌子面的前方，用掌子面?zhèn)染€探測掌子面前方與掌子面 近乎平行或小交角的結構面和不良地質體，由此對掌子面前方各種產狀的結構面和不良 地質體進行全方位的預報。具體步驟如下(見圖1)1、一般情況下，為提高工作效率僅布置一條U型雷達測線(低線4)，當掌子面 前方地質條件復雜時，可布置高線5、低線4 二條U型雷達測線；2、從隧洞右壁1起始點開始測試，沿右壁1、掌子面2至左壁3測試，步距 20cm,雷達天線緊貼洞壁放平穩(wěn)后再測試，在兩拐角A、B位置打上標記，測試至左壁 終點結束；3、用備份數(shù)據(jù)文件進行頻譜、濾波和增益恢復等的分析處理，選擇合適的該地 層介質的相對介電常數(shù)進行時深轉換形成雷達圖像；4、用圖像處理軟件切除圖像邊緣，設置縱橫1 1比例，并將圖像按拐角標志 線切割成左、中、右三塊，并按測線位置與相同比例在CAD圖中建立雷達圖像(如圖2 所示)；5、綜合分析雷達圖像與地層、地質情況，識別各雷達反射波同相軸{即雷達記 錄上各道反射波相位相同的極值(俗稱波峰或波谷)的連線丨的位置；6、結合地質資料及前期預報成果進行綜合分析與地質解釋，確定掌子面前方與 掌子面近乎平行或小交角的地質構造和側壁與掌子面近乎垂交或大交角的地質構造；7、將側壁探測發(fā)現(xiàn)的與掌子面近乎垂交或大交角的地質構造，依據(jù)其走向推延 到掌子面前方(見圖2中結構面6的延長線，一直向前延伸到掌子面的前方)，從而實現(xiàn) 對掌子面前方各種走向地質構造的全面預報。本方法可有效預報施工掌子面前方不同走向的結構面和不良地質體，有效杜絕 僅在掌子面預報存在的對大交角結構面的漏報，極大提高預報的準確性、全面性和預報 效果。
權利要求
1. 一種探地雷達U型地質超前預報方法，其特征在于包括步驟1)布置一條或二條U型雷達測線；2)從隧洞右壁起始點開始測試，沿右壁、掌子面至左壁測試，步距20cm，雷達天線 緊貼洞壁放平穩(wěn)后再測試，在兩拐角位置打上標記，測試至左壁終點結束；3)用備份數(shù)據(jù)文件進行頻譜、濾波和增益恢復分析處理，選擇合適的該地層介質的 相對介電常數(shù)進行時深轉換形成雷達圖像；4)用圖像處理軟件切除圖像邊緣，設置縱橫1 1比例，并將圖像按拐角標志線切割 成左、中、右三塊，并按測線位置與相同比例在CAD圖中建立雷達圖像；5)綜合分析雷達圖像與地層、地質情況，識別各雷達反射波同相軸的位置；6)結合地質資料及前期預報成果進行綜合分析與地質解釋，確定掌子面前方與掌子 面近乎平行或小交角的地質構造和側壁與掌子面近乎垂交或大交角的地質構造；7)將側壁探測發(fā)現(xiàn)的與掌子面近乎垂交或大交角的地質構造，依據(jù)其走向推延到掌 子面前方，從而確定掌子面前方各種走向地質構造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種探地雷達U型地質超前預報方法。本發(fā)明所要解決的技術問題是該方法可對施工掌子面前方各種產狀結構面和不良地質體進行全方位的預報，以提高預報的準確性、全面性，達到全面、準確、有效預報的目的，解決該問題的技術方案是先在隧洞施工掌子面布置U型雷達測線，再用探地雷達沿該測線進行測試，將測試獲得的數(shù)據(jù)處理后進行時深轉換形成雷達圖像，將雷達圖像作切割處理后，找出圖像中各雷達反射波同相軸的位置，結合地質資料及前期預報成果進行綜合分析，確定掌子面前方的地質構造。本發(fā)明可用于隧道或隧洞施工掌子面地質狀況的超前預報。
文檔編號G01S13/89GK102012508SQ201010297919
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權日2010年9月28日
發(fā)明者單治鋼, 吳關葉, 孟繁興, 張春生, 王小清, 程武偉, 黃世強 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設計研究院, 浙江華東工程安全技術有限公司