地质雷达技术应用简介

.
15
寻找金属矿化带
.
16
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 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。
论会片段，讨论会期间几家公司展示了他们新近研发的雷达设备。
.
28
美国的地质雷达技术发展近况
美 国 有 三 个 地 质 雷 达 厂 家 ， GSSI 是 规 模 较 大 的 一 家 ， 此 外 有 PLUS RODAR和PENETRADAR。GSSI公司及其产品GSSI公司成立于1970年 ，1990年加入OYO集团，推出SIR-10型雷达，销售了150套，1994年推出 SIR-2型雷达，4个月内销售25套。上世纪末本世纪初推出了SIR2000, 最 近又推出SIR3000。
.
2
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。
地质雷达技术应用要点
1 国内外地质雷达技术与应用现状 2 工程质量检测中的地质雷达技术 3 岩溶勘察中的地质雷达技术
.
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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。
.
29
美国西部联盟路面雷达公司
美国PLUS RODAR公司的PLUS RODAR Ⅴ型路用雷达，采用空气耦合 双及型天线，有250MHz，500MHz、1GHz、2GHz多种型号。同时可安装4个 不同频率的天线，测量速度可达110km/h。 WESTERN UNION
.
17
隧道超前预报
.
18
电磁波透射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，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。
.
19
电磁波透射CT图像
.
20
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。
.
3
场地勘察
.
4
场地勘察图像
.
5
松散层下隐伏灰岩顶面
.
6
岩溶陷落洞
.
7
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。
.
8
古渠道与遗址
.
9
.
21
河床深度调查
.
22
河床断面
.
23
微波测量河水表面流速
.
24
河水流速分布
.
25
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。
.
26
金属矿化度分布
.
27
国内外地质雷达技术发展状况
地质雷达技术在欧美地区很受重视，每年都召开国际讨论会，2002年第9届地质 雷达国际讨论会于4月29日到5月2日在美国加利福尼亚州的Santa Barbara召开。由 美 国 的 GSSI 公 司 、 瑞 典 的 MALA 公 司 、 加 拿 大 的 Sensors & Softward 公 司 以 及 Electrical & Computer Engineering 公司共同资助，由Santa Barbara大学承办。 2003年第10届地质雷达国际讨论在挪威召开。下列三张照片是第9届地质雷达国际讨
12
工程质量检测
.
13
隧道衬砌检测
空隙
混凝土衬砌砌
混凝土与围岩界线 砂岩夹泥岩
.
40 空洞
90
140
cm
14
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。
.
10
地下管网探测
.
11
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、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。
.