地质雷达发展历程

探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初。1904年，德国人Hülsmeyer首次将电磁波信号应用于地下金属体的探测。1910年，Leimback和L鰓y以专利形式提出将雷达原理用于探地，他们用埋设在一组钻孔中的偶极天线探测地下相对高导电性质的区域，正式提出了探地雷达的概念。1926年Hülsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，他指出介电常数不同的介质交界面会产生电磁波反射。由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，之后二三十年尽管在美国出现过一些相关的专利，这项技术很少被运用到其它领域,直到50年代后期，探地雷达技术才慢慢重新被人们所重视。探地雷达在矿井(1960,J.C.Cook)、冰层厚度(1963,S.Evans)、地下粘土属性(1965,Barringer)、地下水位(1966,Lundien)的探测方面得到了应用。1967年，一个与stern最初用于冰川探测的仪器类似的系统被设计研制出来，1972年Procello将其于探测月球表面结构。同样在1972年，Rex Morcy和Art Drake开创了GSSI(Geophysical Survey Systems Inc.)公司，主要从事商业探地雷达的销售。随着电子技术的发展，数字磁带记录问世，加之现代数据处理技术的应用，特别是拟反射地震处理的应用，探地雷达的实际应用范围在70年代以后迅速扩大，其中有：石灰岩地区采石场的探测(1971,Takazi;1973,kithara;)、淡水和沙漠地区的探测(1974,R.M.Morey;1976,P.K.Kadaba)、工程地质探测(1976,A.P.Annan 和J.L.Davis;1978,G.R.Olhoeft,L.T.Dolphin)、煤矿井探测(1975,J.C.Cook)、泥炭调查(1982,C.P.F.Ulriken)、放射性废弃物处理调查(1982,D.L.Wright;1985,O.Olsson)、以及地面和井中雷达用于地质构造填图(1997,M.Serzu )、水文地质调查(1996,A.Chanzy ;1997,Chieh-Hou Yang )、地基和道路下空洞及裂缝调查、埋设物探测、水坝的缺陷检测、隧道及堤岸探测等。自70年代以来、许多商业化的通用数字探地雷达系统先后问世，其中有代表性的有：美国Geophysical Survey System Inc公司的SIR系统、Microwave Associates 的MK系列，加拿大Sensor & Software的Pulse Ekko系列，瑞典地质公司(SGAB)的RAMAC/GPR系列，日本应用地质株式会社OYO公司的GEORADAR系列及一些国内产品(电子工业部LTD系列，北京爱迪尔公司CR-20、CBS-900等)。这些雷达仪器的基本原理大同小异，主要功能有多通道采集、多维显示、实时处理、变频天线、多次叠加、多波形处理等，另外还有井中雷达系统，多态雷达系统，层析成像雷达系统等。

国内探地雷达的研究始于70年代初。当时，地矿部物探所、煤炭部煤科院，以及一些高校和其他研究部门均做过探地雷达设备研制和野外试验工作，但由于种种原因，这些研究未能正式用于实际。90年代以来，由于大量国外仪器的引进，探地雷达得到了广泛的应用与研究。1990-1993年，中国地质大学(武汉)在国家自然科学基金资助下，开展了大量的理论研究和工程实践，取得了不少成果。探地雷达主要应用领域有隧道(1998，隋景峰；2001，刘敦文等)、水利工程设施(1997，赵竹占等)、混凝土基桩(2000，李梁等)、煤矿(1998，刘传孝等)、公路(1996牛一雄等；1997，沈飚等)；岩溶(1994，王传雷，祁明松；1995，李玮，梁晓园)；工程地质(1994，胡晓光；1999，刘红军，贾永刚)；钻孔雷达(1999，宋雷，黄家会)等。

(劳雷会议)地质雷达处理解释的一点体会杨峰

地质雷达处理解释的一点体会 中国矿业大学（北京校区）杨峰 地质雷达应用得到广泛的发展和应用。本文主要论述近几年来在地质雷达处理、解释等应用方面的其中一部分做一些探讨，希望得到广大专家的指导。 1 水平预测滤波 从地质雷达采集的信号来看，存在普遍的水平同相轴信号的干扰。这些水平干扰信号对不同深度信号影响效果不同，越深的信号影响越大。这主要是由于高频电磁波在地层传播过程中存在指数形式的衰减和能量扩散等。因而，在相对变化较小的水平干扰信号的作用下，深部反射信号信噪比明显低于浅部信号的信噪比。因此对水平干扰信号的去除，就显得非常重要。如何去除水平信号，其实方法也很多，常用的方法有：（1）背景道去除；（2）窗口滑动平均高通滤波；（3）二维滤波；（4）二维谱的反变化等。不同的方法都有各自的有点，同时也有各自的缺点。不同地区、不同仪器、不同勘探目的、不同采集方法可能都有不同的方法选取。作者在研究去除水平信号过程中，也尝试了不同的数据处理方式，在大量数据试验的基础上，提出水平预测滤波，将信号预测和滤波结合在一起达到去除水平信号的目的。 一、常规不同水平信号去除方法的对比 1．原始信号 2、背景去除 背景去除中背景噪声的计算是对背景道范围进行求均值运算得出的。这种处理方式对由仪器本身或偶合差异引起的噪声具有较好的效果。 采用背景去噪。背景去噪是一种常用的处理方法，尤其对数据量大的剖面运算，速度快，操作简单。但是：在进行背景去噪之前，一定要将剖面上没有的数据（如：天线停滞采集的数据，隧道的蔽塞洞等）删除掉，避免这些信号对综合背景信号的干扰。 3、窗口滑动平均高通滤波 滑动平均高通滤波，其实并不是真正意义上的滤波处理，其原理与背景去除相同，无非该方法的背景噪声是随道数窗口移动，对局部信号的突出有更显著的效果。 4、二维滤波 二维滤波就是利用F－K域中视速度的不同来提取滤波因子，从而达到压制水平信号的目的。 5、二维谱反变化 首先计算出信号的二维谱值，在对二维谱进行编辑，将去除干扰信号的谱值清楚，在通过反变化达到压制干扰信号的目的。由于二维谱运算量较大，这种方法比较适合短剖面的处理。 二、水平预测滤波 水平预测滤波只需要输入一个参数即可，即预测步长。通过不同的预测步长就可以达到水平信号压制程度不同的目的。预测步长越小，其水平信号压制能力越强，否则相反。 2 城市区域雷达勘探高压线缆信号的识别与去除 在城市区域进行地质雷达勘探，无论屏蔽天线还是非屏蔽天线都会受到高压线缆的干扰，如果不对这些干扰信号识别和去除，可能将干扰信号错误地解释为地层信号，甚至整个剖面都不能解释。这里讨论的识别和去除并不是针对所有的信号都有效，这里只是抛砖引玉，希望大家能提出更多的方法，扩大我们的思路。 一、高压电缆信号的识别 当天线从高压电线杆经过时，在雷达剖面上会形成一个清晰的双曲线异常，如果不做分析，可能会将该异常解释为地下金属管线。其实识别的方法很简单，就是利用反射双曲线弧度来求出异常双曲线的速度，根据速度大小，来确定异常的来源。如果所求出速度大于0.2m/ns，

SIR-3000作业指导书

GSSI公司SIR-3000仪器参数 顺序系统参数Parameters 1500MHz 900MHz 400MHz 270MHz 100MHz 1* 系统调用SYSTEM->SETUP->RECALL 1500GrayCart 1500BlueCart 900met 400mhzTime 400mhz623Cart 400mhz620SW 270_SW 100met 2 显示刻度(竖直方向) SYSTEM->UNITS->VSCALE Time/Depth Time/Depth Time/Depth Time/Depth Time/Depth 天线COLLECT->RADAR->ANTENNA 1500mhz 900mhz 400mhz 270mhz 100mhz 发射率COLLECT->RADAR->T_RA TE 100KHz 100KHz 100KHz 100KHz 50KHz 6 测量模式(水平方向) COLLECT->RADAR->MODE Time/Distance Time/Distance Time/Distance Time/Distance Time/Point GPS COLLECT->RADAR->GPS None None None none None 采样点数COLLECT->SCAN->SAMPLES 512 512 512 512 512/1024 数据位COLLECT->SCAN->FORMA T(bits) 16 16 16 16 16 4* 记录长度(纳秒)COLLECT->SCAN->RANGE(ns) 12 15-20-25-30 40-50-80-100 50-80-100-120 100-200-300 介电常数COLLECT->SCAN->DIEL 6 6 6 6 6 7 扫描速度(扫描/秒) COLLECT->SCAN->RA TE 60-120 60-120 60-120 60-120 16 8 测点(扫描/单位）距离COLLECT->SCAN->SCN/UNIT 20-50-100-200 10-20-50-100 10-20-50 10-20-50 10 5* 增益：类型-点数COLLECT->GAIN->AUTO-POINTS Y-1 Y-2--3-4-5 Y-5 Y-5 Y-5 3-1 信号位置：模式COLLECT->POSTION->MODE MANUAL MANUAL MANUAL MANUAL MANUAL 3-2 信号位置：延时COLLECT->POSTION-> OFFSET 0 0 -14 3-3 信号位置：地面COLLECT->POSTION->SURFACE(%) 0 0 0 0 0 滤波COLLECT->FILTERS 低通-无限响应滤波器-> LP_IIR (mhz) 0 2500 800 700 300 高通-无限响应滤波器-> HP_IIR (mhz) 10 225 100 75 25 低通-有限响应滤波器-> LP_FIR (mhz) 3000 0 0 0 0 高通-有限响应滤波器-> HP_FIR (mhz) 250 0 0 0 0 叠加(扫描) COLLECT->FILTERS ->STACKING 0 0 0 0 3-64 背景去除(扫描) COLLECT->FILTERS->BGR_RMVL 0 0 0 0 0 9-1 颜色表OUTPUT->DISPLAY->C_TABLE 9-2 颜色变换表OUTPUT->DISPLAY->C_XFORM 10 保存参数SYSTEM->SETUP->SA VE SETUP15 SETUP09 SETUP04 Setup03 SETUP01 11* 数据采集RUN/SETUP 12* 数据传输OUTPUT->TRANSFER->FLASH Y Y Y Y Y

地质雷达操作规程

地质雷达法检测操作规程 1、地质雷达法适用范围 地质雷达法可用于地层划分、岩溶和不均匀体的探测、工程质量的检测，如检测衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分布，地下管线探查及隧道超前地质预报等。 2、地质雷达主机技术指标： （1）系统增益不低于150dB； （2）信噪比不低于60dB； （3）采样间隔一般不大于、A/D模数转换不低于16位； （4）计时误差小于1ns； （5）具有点测与连续测量功能，连续测量时，扫描速率大于64次/秒； （6）具有可选的信号叠加、实时滤波、时窗、增益、点测与连续测量、手动与自动位置标记功能； （7）具有现场数据处理功能，实时检测与显示功能，具有多种可选方式和现场数据处理能力。 3、地质雷达应符合下列要求： （1）探测体的厚度大于天线有效波长的1/4，探测体的宽度或相邻被探测体可以分辨的最小间距大于探测天线有效波第一聂菲儿带半径。 （2）测线经过的表面相对平缓、无障碍、易于天线移动。 （3）避开高电导屏蔽层或大范围的金属构件。

4、地质雷达天线可采用不同频率的天线组合，技术指标为： （1）具有屏蔽功能； （2）最大探测深度应大于2m； （3）垂直分辨率应高于2cm。 5、现场检测 （1）测线布置 1、隧道施工过程中质量检测应以纵向布线为主，横向布线为辅。纵向布线的位置应在隧道的拱顶、左右拱腰、左右边墙和隧道底部各布置一条；横向布线可按检测内容和要求布设线距。一般情况线距8～12m；采用点测时每断面不少于6点。检测中发现不合格地段应加密测线或测点。 2、隧道竣工验收时质量检测应纵向布线，必要时可横向布线。纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰和左右边墙各布一条；横向布线线距8～12m；采用点测时每断面不少于5个点。需确定回填空洞规模和范围时，应加密测线和测点。 3、三线隧道应在隧道拱顶部位增加2条测线。 4、测线每5～10m应有一历程标记。 （2）介质参数的标定： 检测前应对衬砌混凝土的介电常数或电磁波速做现场标定，且每座隧道不少于一处，每处实测不少于3次，取平均值为该隧道的介电常数或电磁波速。当隧道长度大于3km、衬砌材料或含水率变化较大时，应适当增加标定点数。

地质雷达 原理

地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法，在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用，近年来也被用于隧道超前地质预报工作。地质雷达能发现掌子面前方地层的变化，对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区，地质雷达是一个很好的预报手段。 1、基本原理 探地雷达是一种用于确定地下介质分布情况的高频电磁技术，基于地下介质的电性差异，探地雷达通过一个天线发射高频电磁波，另一个天线接收地下介质反射的电磁波，并对接收到的信号进行处理、分析、解译。其详细工作过程是：由置于地面的天线向地下发射一高频电磁脉冲，当其在地下传播过程中遇到不同电性（主要是相对介电常数）界面时，电磁波一部分发生折射透过界面继续传播，另一部分发生反射折向地面，被接收天线接收，并由主机记录，在更深处的界面，电磁波同样发生反射与折射，直到能量被完全吸收为止。反射波从被发射天线发射到被接收天线接收的时间称为双程走时t，当求得地下介质的波速时，可根据测到的精确t值折半乘以波速求得目标体的位置或埋深，同时结合各反射波组的波幅与频率特征可以得到探地雷达的波形图像，从而了解场地内目标体的分布情况。

一般，岩体、混凝土等的物质的相对介电常数为4—8，空气相对介电常数为1，而水体的相对介电常数高达81，差异较大，如在探测范围内存在水体、溶洞、断层破碎带，则会在雷达波形图中形成强烈的反射波信号，再经后期处理，能够得到较为清晰的波形异常图。 在众多地质超前预报手段中，使用探地雷达预报属于短期预报手段，预报距离与围岩电性参数、测试环境干扰强弱有关。一般，探地雷达预报距离在15~35米。 2、探地雷达在勘查中的基本参数 ①数电磁脉冲波旅行时

地质雷达的应用

地质雷达的应用领域 探地雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)，又称地质雷达，是近些年发展起来的高效的浅层地球物理探测新技术，它利用主频为数十兆赫至千兆赫兹波段的电磁波，以宽频带短脉冲的形式，由地面通过天线发射器发送至地下，经地下目的体或地层的界面反射后返回地面，为雷达天线接受器所接受，通过对所接受的雷达信号进行处理和图像解译，达到探测前方目的体的目的。与传统的地球物理方法相比，探地雷达最大的优点就是具有快速便捷、探测精度高以及对原物体无破坏作用。因此，探地雷达在道路建设和公路质量检测领域已逐渐被认识到并广泛应用起来。 地质雷达自上世纪70年代开始应用至今将近30年了，其应用领域逐渐扩大，在考古、建筑、铁路、公路、水利、电力、采矿、航空各领域都有重要的应用，解决场地勘查、线路选择、工程质量检测、病害诊断、超前预报、地质构造研究等问题。在工程地球物理领域有多种探测方法，包括反射地震、地震CT、高密度电法、地震面波和地质雷达等，其中地质雷达的分辨率最高，而且图象直观，使用方便，所以很受工程界信赖和欢迎。 1.1 工程场地勘察 地质雷达最早用于工程场地勘查，解决松散层厚度分布，基岩风化层分布，以及节理带断裂带等问题。有时也用于研究地下水分布，普查地下溶洞、人工洞室等。在粘土补发育的地区，探查深度可达20m以上，效果很好。 1.2 埋设物与考古探察 考古是地质雷达应较早的领域，在欧洲有成功的实例，如意大利罗马遗址考古、中国长江三峡库区考古等项目都应用了雷达技术。利用雷达探测古建筑基础、地下洞室、金属物品等。在现今城市改造中，有时也需要了解地下管网，如电力管线、热力管线、上下水管线、输气管线、通信电缆等，这对于地质雷实是很容易的。目前地质雷达为地下管线探测发展了

地质雷达培训

地质雷达学习资料 一．雷达理论基本要点 1.1地质雷达的波组特征 雷达天线发射的是子波而不是单脉冲，子波由几个震荡波形组成，占有一定的时间宽度，反射与折射波依然保持有原来子波的特点，只是幅值上有所变化。这里将雷达子波的周期、持续时间长度和衰减比三个参量作为子波的波阻特征。子波的频率成分与天线的主频相近，持续一个半到两个周期，后续振相略有衰减。例如对于100MHz天线的子波，持续时间可到15-20ns，对于1GHz的天线，持续时间约2ns。子波的波形的确定对于后期处理是非常重要的，它是小波处理的基础。有很多方法可以获得各种频率天线的子波，最简单的方法是利用金属板反射。将一块较大的金属板放置于地面上，发射与接受天线与金属板平行，相距为3个周期的时程，进行数据采集，即可获得子波记录。不同类型的雷达、不同型号的天线，雷达子波的形状是不同的。天线与介质的距离、介质的电导特性对子波的形态和特点也有一定的影响，应根据现场工作条件从记录中分离子波。从下边的记录中也可以辨认出子波的特征。表面反射波、内界面反射波都是近联各州其的衰减波形。对其进行分析可以得到子波的波组特征 为获得雷达探测的结果，需要对雷达记录进行处理与判读，判读是理论与实践相结合的综合分析，需要坚实的理论基础和丰富的实践经验。雷达记录的判读也叫雷达记录的波相识别或波相分析，它是资料解释的基础。在此首先介绍波相分析的基本要点。 1.2雷达波资料解释三要素 要点1：反射波的振幅与方向 从反射系数的菲涅耳（Fresnel）公式中可以看出两点，第一点，界面两侧介质的电磁学性质差异越大，反射波越强。从反射振幅上可以判定两侧介质的性质、属性；。第二点，波从介电常数小进入介电常数大的介质时，即从高速介质进入低速介质，从光疏进入光密介

重要劳雷地质雷达处理步骤

GSSI软件RADAN地质雷达资料处理步骤 视图—工具栏（前四个打勾） 视图---状态栏（打勾）状态栏是屏幕显示窗口最下面的那一栏 剖面的线扫描图是每道的波形压缩成一条直线然后用颜色显示出来的。 1.打开软件RADAN，选择文件夹View?Customize（自定义）?Directories（存 放数据的地方）. 2.编辑文件属性，去除只读属性。打开文件File?Open(*.dzt)（原始数据）。 此选项为可选项，一般的.dzt文件不是只读的。 3.扫描信息预编辑：利用图标Edit?Select（选择时避开打的标记， 若选定段包含标记，可把标记避开分几次选）, 选择一段扫描剖面，切除多余扫描信息Cut，或者保存特定扫描剖面 Save。 4.文件测量方向掉转。打开文件，选择File?Save As ，打勾。 5.（针对连测）添加距离信息。测量轮测量直接获取距离概念。连续测量方式 加距离需要三步A) 编辑文件头内的距离信息Edit?File Header, 扫描/ 米[scans/m], 米/标记[m/mark]，B)编辑用户标记（用中文randan5软件时，标记编辑：1）标记类型user 2）编辑模式：添加 3）在线扫描图上需要标记的地方点一下，扫描数自动变化 4）转换—用户标记都转换为 复合标记），C)并利用距离归一化函数进行处理,Process?Distance Norm, ,打勾。（文件前、后没有被标记进去的，归一化后自动去掉。所以标记时一定要从有用的信息开始标，尾部有用信息结束处也要做标记。Usermark用户手标，diatmark测量轮自动打标。） 6.添加里程信息.A)Edit?File Header ?3D option?X start输入里程起点坐标. B)Edit?Edit database?regions ? x origGlobal输入里程起点坐标 ----apply.（此步骤可随时做） 7.水平刻度调整。 Process?Horizontal scale.叠加stacking、抽道 skipping（显示长剖面的整体效果）、加密stretching（波形比例加大，使小的目标体显示清楚）。 8.确定地面反射波信号位置Edit?File Header?position(ns)（把垂直刻度 调成时间显示，然后点地面位置（波尖），状态栏右下角有数值显示，把此数值的负值填到头文件的position里，然后实际深度从调整后的0向下算）。 9.调整信号延时信息，找到地面Process?Correct Position?delta pos (ns). 10.设置和修改介电常数，计算深度信息Edit?File Header?DielConstant。 （测量时的介电常数是虚的，但测出来的剖面图像是真的。通过软件改介电常数，然后软件自动算出来的深度是跟此介电常数相匹配的深度。介电常数求法：1.经验值2、钻孔法，若用钻孔时利用其钻孔深度来修正介电常数-----在头文件里填入不同的介电常数，然后看是否和钻孔真的深度匹配，然后修正介电常数直到和钻孔深度匹配为止。）

探地雷达操作规程

探地雷达操作规程 （文件编号：****-010） 共1页第1页版本/版次：D/ 0 生效日期：2016-01-01 1. 目的 为了使检测员更好地熟悉和掌握检测仪器的操作方法，保证检测数据的科学、公正和准确性，特制定本规程。 2. 适用范围 适用于探地雷达仪器 3 操作步骤 3.1测试前的安装准备 检查所有部件是否带齐，包括：电池、雷达主机、数据线、处理器电源线、信号线、工具箱、备件、固定用绑扎带、记录本； 3.2试验/检测的工作程序 （1）测试连接。将地质雷达天线通过支架安装。 （2）在扫描前调试主机并对主机进行参数设置。 （3）打开电源，控制天线移动的人员根据操作主机的人员口令，将天线紧贴待测界面上匀速移动。 （4）测试结束。按下stop结束测试点，保存文件并退出； （5）拆除信号线，拆除天线，支架。 3.3扫描之前的仪器调试和参数设置 （1）菜单系统—>设置—>调用，选择所用的天线。 （2）系统—>单位垂直刻度设为时间，单位为ns （3）测程：900M天线探测混凝土的量程约为15纳秒，为使所有有效信号完全显示，一般设置为20ns （4）采样点数：一般设为512或1024 采样点数越多，扫描曲线越光滑，垂直分辨率越好。但是采样点数增大，使得扫 描速率下降 （5）每秒扫描数：64 （6）增益点数：2 （7）垂向高通滤波器：225MHz

（8）垂向低通滤波器：2500MHz （9）数据位：16位 （10）发射率：100 KHz，发射功率越高，采集速度越快，但若采集过高，易损坏雷达系统 （11）信号位置设为手动 （12）表面设为0 （13）调出完整的直达波（首波），调整延时参数 若检测结构与上次相同，可不再次设置以上参数，系统默认上次检测参数。 （14）增益设置为自动，增益函数手动设置，可以改变增益点数多少、并且可以调整各增益点的函数大小，进而调整信号强度。增益函数调整过大，在探测资料中可能 人为造成假象。设置方法为先设为手动，再设为自动。 编制/日期：批准/日期：

地质超前预报作业指导书

地质超前预报作业指导书 一、目的 为确保隧道施工安全质量，根据设计提供的工程及水文地质资料，结合地质超前预报，进行分析研究，制定完整的施工技术方案。做好技术、物质、机械设备的储备，避免地质灾害的发生。使之达到施工设计及施工规范的要求及工期目标的实现，特制订本作业指导书。 二、使用范围 本指导书适用于隧道黄土Ⅴ级围岩洞身段开挖施工。 三、依据 1、双线客运专线施工技术指南（报批搞）； 2、铁路隧道施工规范及验收规范《铁建设【2005】160号》； 3、铁路隧道喷锚构筑法技术规范《TB10108-2002》。 4、甬台温铁路施工图； 5、《铁路隧道施工规范》－TB10204-2002 6、《铁路隧道工程质量检验评定标准》－TB10417-98 四、加强隧道地质预报和围岩监控测量 山后隧道穿越地段工程地质条件复杂主要为粉质粘土、角砾土、粉砂岩及硅质岩层，隧道安全问题为隧道工程施工的重点。为此成立

专门的地质预报小组，工程施工中采用超前TSP-203型地质预报仪及BK2000型地质雷达进行探测预报不良地质，严格按新奥法原则进行施工，采用CRD、CD、台阶法进行施工，并建立完善的安全控制体系，确保施工安全。 五、超前地质预报 山后隧道根据地质特点，本着以“早预报、早预防”的原则组织施工，本隧道采用地质调查、TSP-203超前地质预报、钻孔超前探测、开挖面及其附近的地质观测素描和地质作用等综合手段，预测不良地质的位置、性质、规模和对施工的影响程度。 针对本隧有断层破碎带、岩溶等不良地质和设计阶段地质勘测异常区，采用超前地质预测方法主要有： 地质素描法进行预报；TSP203超前地质预报仪进行距离100m～200m的超前预报；采用地质雷达、红外探水仪、HSP水平声波反射法和超前地质钻孔进行距离在30m～50m的预报。 超前地质预报工作内容及方法分别见图5-1“主要地质预报工作范围图”和表5-2“各不良地质段采取的地质预报方法”。 图5-1 主要地质预报工作范围图

隧道超前地质预报作业指导书

×××标段隧道工程 隧道超前地质预报作业指导书 1、适用范围 本作业指导书适用于×××标段×××段范围内隧道及×××隧道洞口地段超前地质预报工作。具体内容包括：预报内容、预报分级、预报流程及要点。 2、作业准备 2.1内业技术准备 作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，掌握有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前的技术培训，考试合格后持证上岗。 2.2外业技术准备 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。 修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。 所有仪器已经到位，经过校验并在使用有效期限内。 3、技术要求 明确隧道超前地质预报作业工艺流程、操作要点和重要性，指导、规范隧道超前地质预报，保障隧道安全掘进。施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先探测、后施工，不探测不施工。 所使用的仪器具有合格的出厂证明及使用期限，并按相关要求进行质

量验收，有验收记录，并在有效使用期内。 4、施工程序与工艺流程 4.1 预报内容 （1）地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊土的预测预报。 （2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响山体完整性的构造发育情况的预测预报。 （3）不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有气体及高地应力等发育情况的预测预报。 （4）地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴、富水地层等的预测预报。 4.2 预报方法 （1）超前地质预报方法按预报原理可分为地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法。 ①地质分析法，包括地层分界线、构造线，地下和地表相关全分析、地质作图等。 ②钻探法，包括深水水平钻探、5～8m加深炮孔探测及孔内摄影。 ③物探法，包括地震波反射法、声波反射法、电磁波反射法、红外探测法等。 ④超前导坑法，包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。 （2）超前地质预报按长度可分为长距离预报（大于200m）、中长距离预报（30～200m）和短距离预报（小于30m）。

地质雷达使用与操作2

地质雷达仪的操作与保养 0.0前言：作为近十余年来发展起来的地球物理高新技术方法，地质雷达以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图象显示等优点，备受广大工程技术人员的青睐。现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域，取得了显著的探测效果和社会经济效益，并在工程实践中不断完善和提高，在工程探测领域应用不断被拓宽。 就目前市场上而言，地质雷达厂家主要有加拿大ERROR，美国SIR系列，瑞典MALA，国产青岛中科院光电所等等，其设备主要部件都是操作平台，仪器主机，以及配套雷达三大块。目前国内各种地质雷达使用研发已相当成熟，不同厂家的仪器性能不断改善和优化。相信在以后工程实践中，地质雷达会应用越来越光，且越来越适应各类不同的现场条件。 我公司引进的是瑞典MALA公司生产的RAMAC/GPR地质雷达，现主要介绍该仪器的使用及其小知识。 首先仪器硬件部分，仪器操作平台为IBM笔记本电脑，分采集软件GROUND VISION和分析处理软件REFLAXW软件；雷达主机为同步采集系统和高频模块；雷达的发射和采集天线为集成天线，目前购置了1.2GHZ 屏蔽天线，500MHZ屏蔽天线，100MHZ屏蔽天线，50MHZ非屏蔽天线共四种。通过在不同的工作领域合理调配不同的天线，再辅以不同的辅助设备，（比如隧道中的脚架，提升车，公路上的拖车，水上物探上的木船，或者防水密闭管等等），使工作更便捷，应用效果更准确。 雷达的基本操作应当说比较傻瓜型，使用起来应该说比较容易上手，在实践中应当遵循《城市工程地球物理规范》等国家，行业标准，以及仪器本身操作指南，使测试工作安排，测线布置，采样方式，测试精度，测试效果，以及测试成果等等满足工程技术要求。 1.0 基础篇 一、软件安装 1、计算机开机时，首先进入 BIOS 设置（如IBM 按F1 进入，其它参阅计算机使用手册） 将并口设置为 ECP 方式，端口地址设为0378。 2、如果是 Windows XP 或2000 操作系统，应在控制面板中进入设备管理器，在并口属性中 的端口设置栏：筛选源方案选择“使用指派给此端口的任何中断”，并选择“使用即插 即拔设备”；在资源栏：输入/输出范围选“0378-037F” 3、使用软件安装光盘，点击“setup”进行安装，按照安装提示进行安装即可。 二、雷达操作使用

一般地质雷达数据处理步骤

一般地质雷达数据处理步骤

分界面厚度变化时可用此法，一般不用2）有倾斜地层时可用此法3）使钢筋显示更清楚用此法⑹主要用此法的地方1）测工字钢个数，埋深，形态，间隔2）测空洞3）测钢筋网个数 1.反褶积、一维频率滤波（取默认值。垂直方向上出现一串时（等间隔的多次 波）用此）。Process→Deconvolution；Process→IIR Filter. 2.偏移归位Process→Migration，选择偏移类型kirchhoff，调整曲线形态。 3.希尔伯特变化Process→Hilbert Xform，选phase显示瞬态相位信息。 4.添加地面高程信息，并利用高程归一化函数进行处理。Process→Surface Norm。 5.静态校正Process→Static，mode选择manual手动调整方式。 6.文件拼接。打开Radan软件，选择File→Append files。 7.通道合并，多通道资料对比分析。打开Radan软件，选择File→Combine channels。 8.交互式解释View→Interactive，生成*.lay文件。 步骤1）点2）如果从没解释时就选generate new pick file，如果是在原来的基础上对此文件进行解释就选pick file找到lay文件3）选目标体（如钢筋类的， 解释后可以看出有多少根）：①在剖面上点右键---target options—new target—双击目标体名字----然后在target parameters里改各个要改的参数②在剖面上 点右键---pick options---在pick options里填参数（若拾取工具选block时，在剖面上选一块然后点右键然后加点，）4）选分层①在剖面上点右键----layer options---改layer options里的参数然后确定②在剖面上点右键---pick options---在pick options里填参数（若拾取工具选block时，在剖面上选一块然后点右键然后加点，若当中有空的没有连起来则点右键，插值）5）在剖面上点右键----spreadsheet（表格）6）在剖面上点右键----save changes---current file---保存为lay文件7）用excel打开此lay文件（打开时分割符号选tab键和逗号），打开后去掉头文件然后画图。 速度的选取：在剖面上点右键---ground truth（钻孔）----z（分界面距地面的埋深） 9.绘制地质剖面图.利用电子表格Excel或者Surfer 8软件绘制地质图件。 一：连接文件 File----append files----把每个文件双击------done 二：单个文件宏处理 1）打开文件 2）New macro---保存为宏文件cmf

c GSSI软件RADAN地质雷达处理步骤

地质雷达软件RADAN用户手册美国地球物理测量系统公司 美国劳雷工业公司 2010年10月

RADAN处理软件安装 安装采集软件RADAN66和RADAN5，并且激活采集软件 输入软件序列号serialnumber 输入处理软件产品ID代码:radan 计算获取软件激活码 Windows7系统安装radan5 安装radan程序，找到setup.exe鼠标右键要求以系统管理员身份运行； RADAN软件第一次运行要以系统管理员身份打开。 Windows7系统调整显示效果 选择控制面板->所有控制面板项->显示->更改配色方案->windows经典->高级，对话框如下： 选择颜色 项目->桌面->颜色->设置红绿蓝

资料整理 1打测量，布置网格和测线，数据采集 2数据拷贝与备份： 从地质雷达主机把数据复制在个人电脑上，并利用2种以上存储介质对原始数据进行备份。 3野外记录整理： 整理野外记录本（包括各种参数，利用数码相机或者扫描仪 对原始纪录扫描拍照，并制作成PDF格式文件便于日后随时查看野外现场原始资料），工作照片，收集的各种第三方资料（设计图纸、设计厚度、第三方检测资料），现场钻孔资料（里程桩号、芯样实物和照片、长度）。 利用钻孔资料反算电磁波传播速度或者材料介电常数。 4数据编辑与初步整理RADAN 5资料处理RADAN 6资料解释 7图片制作 8探测报告编写

IGSSI地质雷达探测资料处理流程图数据备份,资料整理,资料处理,资料解释

IIGSSI处理软件功能模块介绍 基本工具 打开数据文件，显示雷达数据剖面。 保存数据文件，保存雷达剖面。 选择数据块，选择目标数据剖面。 剪切数据块，切除多余数据剖面。 保存数据块，单独保存雷达数据剖面。 复制剖面图像至剪贴板，地质雷达剖面制作图片。 编辑数据文件头，输入相关参数：标记间隔、扫描数、介电常数、信号位置； 编辑标记信息、补充漏打的标记、删除多余标记信息。 线扫描显示方式、以灰阶图或者彩色图形式显示雷达剖面。 波形加变面积显示方式、以波列图形式显示雷达剖面。 线扫描+波形显示方式 波形显示方式，以波形方式显示雷达剖面，做频谱分析，显示雷达工作频段。 三维数据体显示 时间切片显示方式 多通道显示方式、多个雷达剖面做比对处理和信息显示。 交互式解释、进行地质解释，绘制地质剖面图、给出钢筋位置。 调整显示参数，设置各种显示参数，保存、调用显示参数文件，设置长标记。 打印雷达剖面 关于RADAN程序版本信息 命令参数按钮

美国GSSI地质雷达隧道超前预报介绍与资料处理

美国地质雷达隧道超前预报工作介绍目前我们国家地下隧道建设工作量大，地质条件复杂，有灰岩地区、花岗岩地区、黄土高原、第四季覆盖等等。 隧道开挖中常常遇到岩溶发育、出现大的空洞，充水或者充泥，有时地下暗河发育；也会遇到构造带，或者岩石破碎，同时地下水发育，这给隧道开挖和建设造成很多困难，同时也给隧道运营造成一定的隐患。因此需要采用一定的手段对这些地质构造和地质灾害进行探测和预报，提前采取措施来排除灾害。 工作任务 为了能够探明隧道开挖面(俗称"掌子面")前方的地质构造，通常采用多种方法进行综合分析、探测、预报。常见的方法有：地质分析，地球物理探测(声波法、直流电法、电磁波方法)，钻孔方法，或者超前导洞等等。采用各种地球物理方法进行探测，分别给出探测结果，综合地质构造情况，进行综合解释，给出掌子面前方的地质构造和可能的地质灾害信息。 探测前提条件 隧道开挖中遇到的地下材料或者介质，主要有石灰岩、花岗岩、大理岩、砂岩、第四季覆盖、沙土、黄土，还有地下水、空洞等等。由于这些材料的物理性质有很多种，比如密度、导电率、介电常数、磁导

率等等。 声波超前预报。由于密度不同、声波传播速度不同，可以采用声波法进行探测，出现了地震波超前预报。 直流电法超前预报。根据导电率的差异采用直流电法，预报掌子面前方材料的导电率差异，尤其是含盐份的地下水表现为良导体、而空气为高阻体； 地质雷达预报。根据导电率、介电常数、磁导率的差异，采用地质雷达高频电磁波方法进行探测，获取掌子面前方材料的介电常数差异信息， 瞬变电磁预报。由于岩石、土壤、水、空气的电磁响应不同，采用瞬变电磁方法探测材料的差异。 目前这4种方法在隧道超前预报中都有使用，尤其是地质雷达超前预报方法得到了普遍使用，利用地质雷达方法在隧道掌子面上进行探测，对隧道开挖超前预报，下面介绍这部分内容。 探测仪器 地质雷达方法通常采用高频电磁波发射法工作，频带范围为几兆赫兹到几千兆赫兹，不同的频率探测深度不同，低频电磁波探测深度较大，因而出现了不同中心频率的天线，商业地质雷达通常采用窄脉冲宽频带电磁波信号工作，一般情况下100兆天线在土壤、破碎的岩石、基岩上探测深度范围从几米到十几米甚至30米左右。 目前隧道开挖地质超前预报距离正好是要求在十几米到30米左

地下管线探测作业指导书

中国水利水电第三工程局勘测设计研究院 地下管线探测施工 编制 审核 接受人 日期 中国水利水电第三工程局勘测设计研究院 二○一二年十二月

地下管线作业指导书 1 适用范围 本工法可广泛适用于市政工程和其他工程中由水泥、陶瓷和塑料材料构成的非金属管线、由铸铁、钢材构成的金属管线、由铜、铝材料构成的电缆等各种地下管线的探测。 2 参考文件 （1）《城市地下管线探测规程》 CJJ61-2003/J271-2003 （2）《城市测量规范》 CJJ/T8-2011； （3）《全球定位系统城市测量技术规程》 CJJ73—97。 3 资源配置 3.1 设备配置 （1）地质雷达PROEX型l套，配备250MHz、500MHz屏蔽天线； （2）管线探测仪l套； （3）全站仪1台； （4）GPS接收机1台。 3.2 人力资源 管线探测专业性强，技术含量高，因此该项工作宜委托给具备专业资质的合作队伍实施。现场配备技术人员和普通劳工协助实施。人力配置如下：检测工程师2人，技术工程师1人，测量工程师2名，普通劳工 2人。 4 地下管线探测工艺流程及操作要点 4.1 地下管线探测工艺流程

确定工作范围，工作对象 搜集原始资料 现场踏勘，验证搜集的资 现场踏勘，记录已知管线 探测方法验证 编写施工方案 现场探测 资料汇总 图1 地下管线探测工艺流程图 4.2 确定工作范围，工作对象 4.2.1 确定工作范围 施工场地地下管线探测应在工程施工开挖前进行，其范围应包括开挖以及可能受开挖影响的地下管线安全的区域，探测以上场地的管线走向、位置、深度，避免开挖或非开挖作业时，破坏地下管线，造成严重的后果。 4.2.2 确定工作对象 地下管线探测前，需搞清楚所测区域地下管线的种类，根据不同的地下管线种类以便选用合适的探测方法，地下管线主要包括以下几个类别: （1）由水泥、陶瓷和塑料材料构成的非金属管线，如排水管（雨水、污水、雨污合流）、工业管线或某些给水管线（生活用水、生产用水、和消防用水）等； （2）由铸铁、钢材构成的金属管线，如给水，燃气（煤气、液化气、天然气）、供热等工业管线； （3）由铜、铝材料构成的电缆（其外用钢铠、铝或塑料包装），如电力电缆（供电、路灯、电车）、通讯电缆（军用光缆、通信光缆）等和有线电视电缆等。

地质雷达操作注意事项及日常维护

地质雷达操作注意事项及日常维护 1.出工前检查仪器及其配件是否齐全。 2.出工前先检查仪器工作正常与否，电池电量是否充足。 3.电源12伏特直流电源，红正黑负。采用220伏特交流稳压电源充 电，详见《电池使用注意事项》。SIR-20充电器在国内使用时应置于230VAC档。 4.仪器电板装入后，仪器即处于待机或工作状态，因此仪器长时间 不用或处于运输过程中，应把仪器电池取出。 5.电池或电瓶，要做定期维护。建议每个月做充电放电。 6.先连接系统各个部件，主机+电缆+天线+标记杆+测距轮，再接通 电源开机；先关机再拆设备附件。 7.更换设备部件（如电缆、天线、打标器、测距轮等等）要求无电 操作。即关闭主机电源后再拆或连接安装。 8.发现仪器信号不好或怀疑仪器工作不正常，先关闭主机电源再检 查电缆两端接头（电缆与主机的接头、电缆与天线的接头是否连接正确），检查完毕确认无误再接通电源开机。 9.电缆线应绕圈收放，不能折叠。 10.在工地现场注意保护仪器，轻拿、轻放，避免人为损坏。电缆线 应避免机械轧、拉，重物压损等现象造成断裂，避免长期在地面磨损。 11.如发现没有接收到雷达信号，应联系检查雷达电源电池是否连接、

电池是否有电、网络电缆线是否连接、网络ip地址是否被修改、关闭再开机检查仪器是否有信号、用不同的天线比对、用不同的电缆比对信号等，如初步判断某处有问题或发现不到问题，请及时联系厂家。 12.电缆连接防止虚接。联机时注意电缆接口方向，电缆接头应与面 板垂直，拧紧，与主机端旋转至红线处。天线端旋转至三个小卡槽露出，同时注意固定电缆。电缆与天线应用环行扣连接。13.仪器使用、搬运转移过程中，主机与天线注意防震。避免设备内 部部件接触不良。仪器主机要装箱运输。 14.天线系统应该轻拿轻放，或者测试过程中，防止长时间剧烈震荡 破坏天线系统。 15.测试时，100兆天线的长轴方向与电缆线垂直，成90度角。电缆 不能与天线平行，不能在天线上面过，也不在天线下面过。主机系统测试期间，应放置在3-5米范围以外。电缆不能绕圈，防止线圈产生交变电磁场干扰。 16.整套雷达系统应尽量远离高压线缆，防止强电磁干扰对仪器系统 造成损伤。 17.测试过程中要避免照明电缆、表面金属障碍物。在无法避开照明 电缆时，建议关闭照明电以后再进行雷达测试。 18.避免雷雨天操作。 19.出工测试，要保护好天线、电缆接头，做好防水措施。 20.整套雷达仪器系统应注意防水防尘防震。

地质雷达检测的基本原理及其在公路隧道中的应用效果

地质雷达检测的基本原理及其在公路隧道中的应用效果 满银 贵州省交通科学研究院贵州贵阳 摘要：经济从沿海向中西部发展，带动部分地区经济的同时，也带动了部分地区交通状况的改善，各色公路在全国各地的普及，使其在修建时也面临各种不同的问题，如在山区修建公路时需要开凿隧道等问题。隧道的开凿是一项有难度的技术活，必须做到测量的准确，不能出一点差错。科技的发展使隧道在开凿过程中简便了不少，尤其是地质雷达检测系统在隧道开凿过程中的应用，彻底取代了旧时代所用的测量方法。地质雷达检测是一项非破坏性的、分辨率高、快速且准确的检测方法，它所独有的特质决定了它具有技术上的优越性。 关键词：地质雷达；检测；公路；隧道 改革开放以来，国家综合实力稳步提升，经济也逐渐从沿海一带向中内地发展，发展经济的基础首要的是交通的便利，因此，我国公路交通的建设规模日益扩大，公路的建设遍布全国各地。由于我国地形多以山地、丘陵为主，地形阶梯跨越较大，在修建公路的同时难免遇到一些障碍。当在山地和丘陵地区修建公路时，考虑到路程、安全和便捷的问题，往往需要开凿隧道，取代盘山公路。而科学技术的发展，使得隧道在开凿过程中难度大大降低，尤其是地质雷达检测在公路隧道开凿过程中的应用，大大降低了隧道开凿的测量难度。 一、地质雷达检测的应用原理 地质雷达检测是指用雷达探测地下的物体，扫除障碍以保证施工的顺利进行。地质雷达在施工过程中探测岩石层中的目标时，通过发出超高频率的以宽频带短脉冲为形式的电磁波，发出的电磁波会形成一个反射讯号。不同的地形其内部结构不同，不同结构层的电磁特性不同，因此，会产生不同频率的电磁波，并且发出反射信号。当地面上接收到地质雷达发来的检测信号，便通过接受装备将信号输入到接收器中，然后再将其放大由示波器直观的显示出来。所以，通过对接收到的电磁波发出的反射信号的频率特征等加以解析，就可以了解到所探测的地形结构的特征。 地质雷达在探测过程中所能探测到的最远的距离被称为地质雷达的探测深度，它受到两个方面的制约，分别是地质雷达检测的活动范围以及地质雷达检测

隧道超前地质预报(地质雷达法)施工作业指导书

超前地质预报（地质雷达法）施工作业指导书 1.适用范围 适用于铁路隧道工程超前地质预报（地质雷达法）施工作业。 2.作业准备 2.1施工前应充分掌握隧道设计图纸及相关文件内容，并及时与现场进行核对，以确定合适的超前地质预报方法并配备相应机具设备。根据施工图设计要求及现场实际情况做好超前地质预报作业技术交底。 2.2熟悉《铁路隧道超前地质预报技术规程》（Q/CR9217-2015）、业主下发有关超前地质预报的管理办法等文件要求。 2.3将隧道超前地质预报工作纳入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反馈系统。 2.4熟悉了解已有勘察资料，掌握掌子面所处地段的地层岩性、构造特征、不良地质及水文地质特征。 2.5熟悉了解其他预报手段探测成果，分析判断掌子面所处地段工程地质与水文地质特征可能出现的差异（与勘察成果比较）。 3.技术要求 3.1技术指标 3.1.1地层岩性预报，特别是针对软弱夹层、破碎地层及特殊岩土的预测预报。 3.1.2地质构造预报，特别是针对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。 3.1.3不良地质预报，特别是针对瓦斯等发育情况的预测预报。 3.1.4地下水预测预报，特别是针对富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。 3.2技术标准 3.2.1探明断层的性质、产状、富水情况、在隧道中的分布位置、断层破碎带的规模、物质组成等，并分析其对隧道的危害程度。 3.2.2测定瓦斯含量、瓦斯压力、涌出量、瓦斯放散初速度等，评价隧道瓦斯严重程度及对工程的影响，提出技术措施建议等。 4.施工程序与工艺流程 4.1 施工程序 隧道地质复杂程度分级→超前地质预报设计→编制超前地质预报实施方案→超前地 质预报实施→地质综合分析→提交地质预报成果报告→隧道实施方案根据地质预报结论 变更设计或方案后实施。 4.2工艺流程 详见下页 5.施工要求 5.1施工准备 5.1.1根据施工图设计要求及现场实际情况做好超前地质预报作业技术交底。 5.1.2超前地质预报施工前应熟悉相应隧道的设计图纸，核对地质资料。 5.1.3根据检测方法准备好各种施工机械和检测仪器，配备相应的专业人员。 5.1.4检测之前对仪器进行检查，确保能正常运行。 5.1.5准备好预测使用的各种材料。