地质雷达检测技术应用要点1.docx

1、地质雷达检测技术应用要点1地质雷达检测技术应用要点 赵永贵1地质雷达的应用领域 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的勘查，包括重要工程场地、铁路与公路路基，用以解决松散层分层和厚度分布，基岩风化层分布，以

2、及节理带断裂带等问题。有时也用于研究地下水水位分布，普查地下溶洞、人工洞室等。在粘土不发育的地区，使用中低频大功率天线，探查深度可达20m-30m以上。在地震地质研究中，地质雷达也用于研究隐伏活断层分布，效果很好。 地质雷达用于场地调查（中低频天线） 地质雷达用于场地调查（中低频天线） 松散层下的隐伏基岩形态 回填土及金属掩埋物的场地调查（Geomodel公司） 松散覆盖层下的隐伏基岩陷落柱 隐伏岩溶洞穴1.2 考古探察 考古考古是地质雷达应较早的领域，在国内外有很多成功的实例，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。 地

3、质雷达现场考古探测 古墓探测结果三维显示（美国Geomodel公司） 隐伏古渠道 古建筑遗址考古1.3地下管网探测在现今城市改造中，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，这对于地质雷达是很容易的。目前地质雷达为地下管线探测发展了高分辨3D探测系统及软件，如PATHFINDER雷达、RIS-2K/S等雷达都可以胜任这类工作，不但可探测到水平位置分布，还可以确定其深度，得到三维分布图。 雷达管线现场探测 地下管线位置 1.4 工程质量检测工程检测近年应用来领域急速扩大，特别是在中国的重要工程项目中，质量检测广泛采用雷达技术。铁路公路隧道衬砌、高速公路路面、

4、机场跑道等工程结构普遍采用地质雷达检测。用于检测衬砌厚度、脱空和空洞、渗漏带、回填欠实、围岩扰动等问题。检测厚度精度可达厘米级。 雷达用于工程检测（高频天线1GHz ） 衬砌厚度检测 衬砌脱空区检测 雷达检测混凝土中的钢筋网和金属管 雷达检测混凝土中的钢筋 隧道衬砌脱空区与空洞1.5 金属矿化带勘查对于浅表的金属矿化带、断层蚀变带以及掌子面附近的金属矿化带，可以用地质雷达探测。矿化带金属及氧化物、硫化物富集，电磁性质差异明显，电磁波反射清晰，可为找矿体供参考。以下是山东界诃金矿寻找断裂蚀变带金矿的例子。 地质雷达探测金属矿化带 1.6 隧道超前预报随着西部大开发进程的加快，西部的公路、铁路、水

5、电等建设项目增多，大部分建设在高山峡谷地区，隧道工程数量巨大。为保证隧道施工中的人员、设备安全，保证工期和质量，节约经济投资，需要进行隧道地质超前预报。目前的超前预报是采用地震、雷达探测与地质研究相结合的办法。地震预报掌子面前100m左右，地质雷达预报20-30m范围内。目前阶段预报的准确率不等，很大程度上依赖于经验。下边是公路隧道掌子面上地质雷达的探测预报纪录。 隧道超前预报探到的富水区1.7电磁波CT 地质雷达通常是工作反射方式下，如果选用发射与接收分离型的天线，就可以工作在透射方式下，进行电磁波CT成像。跨孔天线、100MHz加强形天线、低频杆式天线都可以这样使用。用雷达记录电磁波的时程

6、，包含了电磁波的走时和振幅值，可以同时进行电磁波速与衰减成像。这种方法对于探查断裂带、密集节理带、含水带、金属含矿带、溶洞空洞都非常有效。下边是在金川龙首矿的一个电磁波探测实例。 电磁波衰减CT成像 电磁波速度CT成像1.8 地表水资源调查 美国有一个将地质雷达用于水资源调查的例子。用雷达调查河水的深度和流速，评估水资源。他的观测设计得很巧妙。探测不用船，而是将雷达天线用钢索吊在河面上，横跨河流断面移动，测量河床界面反射，确定河流断面水深度分布。同时，使用10GHZ频率天线测量河面水流速度，计算河水流量。用雷达测水深容易理解，用雷达测流速有些鲜为人知。雷达测速与流速计的测量结果非常一致。该例说明只要灵活运用，地质雷达的用途是无穷的。 1.8 地质雷达用于矿石调查地质雷达用于金属矿含量检测也是一个奇想。将高频天线吊在传送带上方，传送带上物件、样品、矿石从天线下边通过，反射强度的高低与金属含量有关。 盛矿石的盒子宽1.0m长1.0m深0.5m,这是示意性装置。矿石样品检测装置示意样品含矿品位检测结果示意