【摘 要】地质雷达是一种广泛运用于地质探测的高频电磁脉冲波技术，因为岩溶隧道具有地质和水文条件，在施工过程中极容易发生突水、突泥等地质灾害，会对施工人员和设备造成严重的后果和无法估量的损失，所以进行及时的超前地质预报显得尤为重要。
一、引言
在岩溶隧道施工时，由于受工程地质条件和水文地质条件复杂多变性和目前勘查技术水平的影响，若不能预先了解隧道掌子面前方的不良地质情况（断层、破碎带、溶洞、暗河、软弱地层等）， 贸然施工极有可能带来无法预估的后果[1][2]。因此，在隧道开挖过程中，进行超前地质预报就显得尤为重要。
采用科学先进的隧道超前地质预报的手段有很多种，其中地质雷达以其分辨率高、快速经济，灵活方便，图像易识别和结果处理速度快的优点，以及减少隧道施工的盲目性，近年来在国内隧道施工中使用的较为广泛。
二、基本理论
（一）地质雷达工作原理
地质雷达是用频率介于106-109Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种方法[3]。其工作原理如图一所示，高频电磁波以宽频带、短脉冲形式，通过发射天线送入地下，经过有电性差异的地下岩层或或目标体反射后返回地面，被接收天线所接收。该法称为电磁波反射定位探测法，因此遵循几何光学原理[4]。高频电磁波在介质中传播的时候，其波形、电磁场强度与路径将随所穿过的介质的电性特征和几何形态而变化。因此了解地层的基本信息特征，可以根据电磁波反射信号的振幅、时频、相位等特征进行分析。可大致确定地下界面或存在异常的空间位置及结构（见下图）。
（二）电池波的传播特征
地质雷达在探测过程中，雷达电池波可近似的认为它为均匀平面电池波。在其传播过程中，它的电池分量瞬时波动方程为[5]：
（三）地质雷达的探测方法
影响地质雷达的探测深度、分辨率以及精度的主要因素包括两方面。一是探测对象所处环境的电导率、介电常数等因素。二是主要与探测时所采用的频率大小、采样速度等有关。在实际应用中，采用恰当的方法技术，是探测成功与否的关键因素。
因掌子面和隧道围岩条件的不同，所以，井字形、十字形和一字形等是常用的布置形式，如情况特殊可密雷达测线条数和重复扫描来提高探测结果的精确性[6]。测量方式分为点测和连续测量。点测方式是通过电脑键盘发送信号触发指令给雷达主机，每按一次采集键便可采集一道数据，此后逐点移动天线，直至所有测线完成。连续测量方式是只需拖动天线，系统将依据扫描速度的设定自动采集数据，此种方法较简单，不用进行人工干预。
地质雷达是具有操作简单、经济、快速等优势，对地质灾害的反应较为明显，这主要体现在掌子面前方富水、溶洞、夹泥溶槽等。但是需要提出的是雷达，图像的解释具有多解性，电磁波的干扰因素也往往较多，因此，在实际应用过程中要注意以下几点：
1.隧道所在地区的区域地质构造需要仔细研究，分析出该地区不良地质体的类型、特点等。此外，现场数据的采集也很重要，对用物探设备进行超前地质预报有着指导意义。综合以上两点，可以等到精度较高的预报结果。
2.雷达图像具有多解性，在数据处理后期的解释应与测区实际的地质情况相结合，我们常常会遇到各种不同类型的干扰，不同类的的干扰在雷达软件解译出来的波形中也有不同的表现形式，因此，要想达到准确预报的目的，需注意排除图像中的干扰因素。
参考文献：
[1]王梦恕.对岩溶地区隧道施工水文地质超前预报的意见[J].铁道勘察，2004（1）：7-9，18
[2]吕乔森，罗学东，任浩.综合超前地质预报技术在穿河隧道中的应用[J].隧道建设，2009，29（2）：189-193
[3]白冰，周健.探地雷达测试技术发展概况及其应用现状[J].岩石力学与工程学报，2001，20（4）：527-531
[4]齐甦 .隧道地质超前预报技术与应用[M].气象出版社，2010：125-127
[5]高阳，张庆松等.地质雷达在岩溶隧道超前预报中的应用[J].山东大学学报（工学版），2009，39（4）：82-86
[6]杜明玉，吕乔森.地质雷达在岩溶隧道短期超前地质预报中的应用[J].中国西部科技，2010，9（4）：46-47