介紹TSP法和地質雷達法的原理及數據處理中的（de）注意事項，通過工程實例，驗證了長距離（lí）預報手段(TSP法)與短距離（lí）預報手段(地質雷達法)相結合，可更（gèng）精確地預報隧道（dào）工作麵前方的地質情況。 關鍵詞：GPR地質雷達法（fǎ）；TSP法；隧道超前地質預報；運用 引言 超前（qián）地質預報（bào）最早出現（xiàn）在上世紀的後期階段，本身（shēn）屬於地質工程學當中的重要內容，我國對於這一內容的（de）研究已經有了相當長的曆史，並且在得到了一定的研（yán）究成果以後，開始廣泛（fàn）應用在各（gè）種地質工程建設當中，尤其以隧（suì）道最（zuì）為明顯。伴隨著鐵路、公路的持續完善，隧道的長度也得到（dào）了實時的（de）增加，而在隧道長（zhǎng）度增加的（de）過程中（zhōng），所湧現出來（lái）的問題也越來越多。為了實時避免由於地（dì）質問題而產（chǎn）生的各種工程事故，GPR地質雷達法（fǎ）與TSP法（fǎ）都被合理地應用（yòng）到了隧道超前地質（zhì）預報當中，而且（qiě）發揮了相當高的實效性。 1、地質雷達原理 地質雷達（dá）是用電磁波（bō）來確定地下介質分布的一種方法。電磁波遇（yù）到不同反射界麵(如地層分界麵、溶洞、富水帶等（děng）)，其傳播（bō）路（lù）徑（jìng）隨通過介質的不同而變化，過程中會產生反射、折射、散射、繞射（shè）及吸收（shōu）等現象（xiàng）。根據天線接收到的（de）反射脈衝波的振幅、相位（wèi）、波長、頻率等特征（zhēng）進行（háng）分析，便能夠大（dà）致推測界麵或異常區的空（kōng）間位置及分布變化情況。 2、TSP法（fǎ）探測（cè）原理 TSP法是一種（zhǒng）類似於零偏移距VSP地震多波反射波法，是專門為隧道超前地質（zhì）預報而設計的（de），對隧道施工能夠提供有（yǒu）效的幫助。TSP法在指定的震源點用小量炸藥激發而產生的地震波，以球麵波的形式在岩石中傳播。當在（zài）傳播過程中遇到岩石分界麵時，一部分波被反射，被高靈敏度的地震檢波器接收，一部分則經過折射繼續向前傳播。反射信號的傳（chuán）播（bō）時（shí）間與界麵距離成正比，反射信號的（de）強度與（yǔ）相關界麵（miàn）的性質、界麵（miàn）產狀等密切相關（guān），因而能提供直接測量。探測時（shí），在選定的隧道側壁上布置（zhì）24個爆破探測孔，從掌子麵與隧道壁（bì）的相（xiàng）交處（chù）開始布置第24號孔，依次到1號孔。檢（jiǎn）波（bō）器孔在距離1號孔10～15m的隧道（dào）側壁各設一個。進行預報時，在爆破探測孔中裝入小劑（jì）量炸（zhà）藥（yào），通過逐個引爆產生的（de）地震波反射到檢波器處，接收點的檢（jiǎn）波器將接收到的反射波數（shù）據傳（chuán）輸給記錄儀儲存起來，再利用處理軟件對儲存的數據（jù）進行處理，得到待測前方的地質情況。 3、地質雷達法與TSP法在隧道超前地質預報中的運用 3.1帶通濾波 TSP預報技術的實質是利用地震波（bō）反射的方（fāng）法對（duì）前方圍岩（yán）進行地質勘探。地震反射（shè）波中既包含有效波也包含（hán）幹擾波。為了去除幹擾波信號，獲得更準確的分析結果，在帶通濾波過程中不（bú）建議使用缺省值，對於低切、高通、低通、高切四個參數應按照一定（dìng）的準則進行拾取。隧道（dào）內的幹擾波主要為炸藥震（zhèn）源（yuán）產生的麵波（bō）和周圍施工造成的微震動波。為了從頻率域去（qù）除這兩種幹擾波，需對其頻譜特征有所了解，如圖2所示。 由圖2可知，麵波頻譜（pǔ）的峰值低於有效波，微震動波的頻譜較（jiào）寬且峰（fēng）值（zhí）較低。根據上述（shù）波場頻譜特征，濾波的目的就（jiù）是要（yào）壓製麵波及（jí）微（wēi）震動波等幹（gàn）擾波，突出有效波。 3.2地質雷達 地質雷達探（tàn）測隧道時由於受掌子麵大小及其表（biǎo）麵凹凸不平的限（xiàn）製（zhì），常選用點測模式測量，點距10cm。天（tiān）線采用100MHz屏蔽低頻組合天線，發射率50kHz。采樣點數1024個（gè），時窗1000ns，疊加64次，低通－無限響應濾波器300，高通－無限響應（yīng）濾波器25，掃描速度16(掃描/秒（miǎo）)。圖像處理包括背景去除、時間零點、疊加、增益、FIＲ和IIＲ濾波等幾個步驟，最終得到各掃描線的（de）波形圖和堆積圖（tú），並據此進行隧（suì）道輪廓線周（zhōu）邊及（jí）前方圍岩的地質（zhì）判釋。 4、應用案（àn）例 4.1工（gōng）程概況 隧道地處貴州高（gāo）原西部高原山地區，受侵（qīn）蝕－溶蝕影響，地（dì）形條件較為複雜（zá）。出口位於斜坡地帶，坡體植被發育，屬溶蝕－剝（bāo）蝕低中山地貌，附近最高海拔在2013.00～2253.10m之間，相對最大高差240.10m。隧道區（qū）地質構造較複雜，屬楊子準地台（tái）→黔北台隆→六盤（pán）水斷陷→威寧北西向（xiàng）構造變形區，以北西向褶皺斷裂為主。隧道（dào）橫穿斷層及向斜構造。向斜軸部走向122°，向斜北東翼地層產（chǎn）狀為243°∠58°，南西翼地層產狀（zhuàng）為23°∠50°。 4.2針對裂隙（xì）密集帶展（zhǎn）開的地質（zhì）探測 在隧道工程開展的過程中，需要注意到，許多隧道（dào）當中，都會存在一部（bù）分軟弱夾層和斷層帶，而這些軟弱夾層的存在容易形成一（yī）定的裂隙，因而在施工的過程中需要加以多方麵考慮和應（yīng）對。同時，這些（xiē）夾層和斷層的（de）分布是不規律（lǜ）的（de），本身所（suǒ）具有的成分完全不同，分布也十分不均勻，與周圍的圍岩有著相當大的差距。在這個時候，通過對GPR地質雷達的科學應用，能夠形成更為嚴謹（jǐn）的探測基（jī）礎，一旦裂隙的表麵出現了雷達電磁波，這（zhè）一界麵將迅（xùn）速形成較為強烈的反射波，進而被迅速檢測到，呈現（xiàn）出最為詳細（xì）的狀況（kuàng）。如果裂（liè）隙當中存在一部分分布不均勻的填充物，在地質雷達（dá）的電磁波通過這些裂隙的（de）時候，就會迅速出現各種雜亂不穩定的（de）波長，直接（jiē）出現波長不穩（wěn）定、混亂的狀況（kuàng），進而可以根據這些狀況展開合理（lǐ）的分（fèn）析，確定當前裂隙密集帶的具體情（qíng）況，並展開相應的施（shī）工。 4.3 TSP的基礎功能及應用（yòng） TSP技術指的主要是通過對地震波（bō）反射原理的綜合運用進而實現良好的地質預報過程，而在預報的過程中，通過錘擊或者（zhě）振蕩器都會產生相應的地（dì）震波，地震波在實際的隧道（dào）岩體當（dāng）中會進行迅速的傳播，一旦遇到（dào）一個地震界麵，比如較為常見的斷層、溶洞等（děng），就會有相應的地震波反射回來（lái），反射波在到達傳感器以後，會被迅速地接收並生成相應的記錄。接著可以通過3D軟件技術對這些內（nèi）容進（jìn）行實際的分析（xī）和處理，進而使得地震波能夠得到科學的（de）疊（dié）加，最終形成立體的三維影像。此外，這一技術還能夠通（tōng）過對相關測量內容的融合，如（rú）隧道走向（xiàng）、大（dà）小進行實時的融合，進而確定當前隧道的地（dì）質構造狀況，並（bìng）在工程（chéng）開展的過程中采取相應的（de）辦法加以應對（duì）。 4.4地質雷達和TSP法（fǎ）綜合應用 將地質雷（léi）達和TSP法綜合應用（yòng），能確保對不良地質體的發育規模判斷和圍（wéi）岩等（děng）級（jí）劃分較為（wéi）準確，對隧道安全順利施工提供更（gèng）為科學合理的指導。對於圍（wéi）岩較好（hǎo）的區段，TSP法基本能滿足預報要求（qiú）;對於不良地質（zhì）較（jiào）發育的區段，可以先利用TSP法結合地質（zhì）調查，確定不良地質發育段的大致範圍，再通過（guò）地質雷達對掌子麵前方30m範圍內（nèi）不良地（dì）質發育的位置、規模及性質作較為詳細的預報，對TSP法長距離預報進行內容的補充和細化，提高預報準確度（dù）。 結束語 綜上所述，為了實時避免由於地質問題而產生各種工程事故，GPR地質雷達法與TSP法都被合理地應（yīng）用到了隧道超前地質預報（bào）當（dāng）中，而（ér）且（qiě）發揮了相當高的實效性，但是，這兩種方法主要（yào）的功能都集中在地質預報上（shàng），因（yīn）而所（suǒ）發揮的（de）功能大小是不一樣的，在實際的地質預報當中，需要加以不同的考慮，並分別采取一定的措施加以應對。GPR地質雷達法和TSP法對於現階段的隧道工程建設開展而言，都有著（zhe）十分重要的意義，在實際的發展過程中，需要加以多（duō）方麵的應用，進而使得（dé）整個工程建設更加合理（lǐ）有（yǒu）效。