汉宜铁路隧道岩溶探查焦东旺摘要：主要分析了隧道在采用新奥法施工过程中，将超前地质预报纳入施工工序，并对隧底及洞周岩溶探查内容及程序作了详细介绍。关键词：隧道岩溶探查1引言：岩溶探查的目的及意义武汉至宜昌铁路是沪汉蓉大通道的重要组成部分，设计时速200km/h。设计隧道共计7座共计2.1km，均为可溶岩隧道埋深均小于50m，受中南地区气候湿润及地下水活动频繁等因素影响，溶蚀沟槽、大型溶洞、溶腔等岩溶强烈发育，造成隧道岩溶地质条件较为复杂。查明隧底及洞周岩溶对于确保施工及运营期安全、避免产生灾害性后果具有关键的意义。2预测、预报方法隧道围岩是复杂多变的，不良地质构造会导致隧道坍塌、沉陷、涌水、有害气体突出等事故发生，隧道周围一定范围内的岩溶洞穴会给后期运营留下隐患，为保证施工安全和施工质量，应将综合超前地质预测、预报纳入正常施工工序，做到有疑必探、先探后掘、确保施工安全。因地质构造具有复杂多变性，单一地质预报手段不能取得满意效果，只有采用多种方法进行综合探测，及时采集、分析、处理数据，验证、反馈、修正，取长补短，相互补充和印证，这样才能准确地指导施工。目前国内常用的物理勘探方法有地质雷达探测（简称GPR）、地震波法（简称TSP）、瑞雷波法（水平声波剖面法简称HSP）等。钻探设备主要有超前水平钻机，竖向工程钻机，风动凿岩机等。汉宜铁路隧道主要采用的预报方法有：2.1、地质雷达地质雷达应用于超前地质预报、隧底岩溶探查和洞周岩溶探查。（1）设备及原理设备选用：采用美国地球物理探测公司（GSSI）生产的SIR3000地质雷达仪（见图1），它用电磁波为地质勘察服务，为勘察方法起到了革命性的推动作用。图1地质雷达SIR3000及100MHz天线探测原理：地质雷达(GroundPenetratingRadar，简称GPR)也称作探地雷达，是一种电磁探测技术，它利用地下介质对广谱电磁波(107～109Hz)的不同响应来确定浅层地层的划分、岩溶、空洞、不均匀体，通过观测位移电流的变化来实现其探测目的。发射天线将高频短脉冲电磁波定向送入地下，电磁波在传播过程中遇到存在电性差异的地层或目标体就会发生反射和透射，接收天线收到反射波信号并将其数字化，然后由电脑以反射波波形的形式记录下来。对所采集的数据进行相应的处理后，通过分析这些携有地下介质电信息的电磁波，可根据其旅行时间、幅度和波形，判断地下目标体的空间位置、结构及其分布。探地雷达是在对反射波形特性分析的基础上来判断地下目标体的，所以其探测效果主要取决于地下目标体与周围介质的电性差异、电磁波的衰减程度、目标体的埋深以及外部干扰的强弱等。其中，目标体与介质间的电性差异越大，二者的界面就越清晰，表现在雷达剖面图上就是同相轴不连续。可以说，目标体与周围介质之间的电性差异是探地雷达探测的基本条件。仪器将发射天线和接收天线集于一体，具有快速、无损、连续检测、实时显示等特点，但在掌子面有水的情况下不宜使用。（2）探测流程：=1\*GB3①检查和记录隧道掌子面的围岩情况；=2\*GB3②完成雷达主机和天线以及专用采集笔记本电脑的连接和调试；=3\*GB3③准备进入采集模式，尽量避免各种电磁的干扰和串扰；=4\*GB3④根据采集方式，确定天线的运动方式，进行数据采集。（3）外业布置=1\*GB3①采用连续测量方式。=2\*GB3②定位标尺间距不大于10m。=3\*GB3③隧底探查测线原则上沿隧道延伸方向，按隧道轴线、左右线路中心线布置3条测线。=4\*GB3④洞周探查原则上沿隧道延伸方向布置3条测线，拱顶一条、左右起拱线各一条。=5\*GB3⑤施测时应清理现场，尽量使隧底平整、干燥，施工车辆、金属材料和设备应尽可能撤离测线（距离测线大于30m）。=6\*GB3⑥对于施测现场无法撤离的金属物、障碍物，在施测时应做好详细的记录（金属物或障碍物种类、位置、规模）。（4）资料分析与处理采用美国雷达专用处理软件和山东大学自行开发的二次处理软件，根据雷达波波形、相位、频率和能量等参数可以基本准确的预报探测前方中小型溶洞、断层破碎带和地下水。探地雷达是用发射天线向岩体发射有一定宽度的高频电磁波，岩体中的介质因介电常数ε的不同而反射雷达波被接收天线接收。介电常数差是雷达工作的基础。空气的介电常数为1，岩石的介电常数为4～20，水的介电常数为81，水的电导率远高于灰岩、砂岩等岩石，因而探地雷达对水有特别的敏感性。ａ.雷达波对水和含水率高的介质的反射强烈，反射波强度大；ｂ.雷达波从其它介质到含水层界面的反射波相位与入射波相反；ｃ.雷达波通过含水体后，高频成分被吸收，反射波的优势频率降低；ｄ.雷达波遇