二塘站铁路路基隐伏岩溶探测
技术方案
2015年2月
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目录
TOC\o1-2\h\z\u二塘站铁路路基隐伏岩溶探测 1
技术方案 1
1概述 1
2探测依据 1
3探测目的及内容 1
3.1探测目的 1
3.2探测内容 1
4探测方法及测线布置 2
5仪器设备 4
6设备工作原理 4
6.1地质雷达法工作原理 4
6.2地震映像法工作原理 6
7现场探测流程 7
7.1地质雷达法探测流程 7
7.2地震映像法探测流程 8
8组织机构 9
9进度安排 10
10需铁路局配合事项 10
11费用预算 10
3探测目的及内容
3.1探测目的
探测铁路路基隐伏岩溶病害，为安全运营、养护维修提供参考依据，消除行车安全隐患。
3.2探测内容
铁路工程物探由于探测环境复杂，干扰因素众多，根据铁路勘察相关规范的要求(《铁路工程物理勘探规程》（TB10013-2010）、《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2007))，应采用综合物探方法，综合分析，互相验证。
本次探测项目拟采用地质雷达法及地震映像法，探测铁路局指定区段的路基岩溶发育状况。
地质雷达法具有探测精度高，探测效率快等特点，根据介质的电性变化差异，对于查明溶洞、溶蚀裂隙、破碎带的形态、深度、发育程度等有良好的探测效果。地震映像法属于弹性波勘探，相对于其他弹性波勘探方法探测效率较高，对于溶洞、溶蚀裂隙、破碎带等不良地质体的横向地质变化情况，有较好的探测效果。考虑铁路既有线勘察的特殊工作条件，采用以上两种方法进行探测，以达到相互验证的目的，在保证探测效率的同时提高成果解释的准确性。
4探测方法及测线布置
根据本项目的技术要求及工程规模，探测方法及测线布置见表4.1。
表4.1探测方法及测线布置情况表
序号
探测项目
探测方法
区段
工作布置
预估工程量
1
路基隐伏岩溶探测
地质雷达法
湘桂线
上下行轨道中心及砟肩沿延伸方向各平行布置3条测线，并位于线路两侧水沟各布置一条测线，共计8条测线
30600m
衡柳线
上下行轨道中心及砟肩沿延伸方向各平行布置3条测线，共计6条测线
18600m
2
地震映像法
湘桂线
上下行轨道中心沿延伸方向各平行布置2条测线，并位于轨道两侧水沟各布置1条测线，共计6条测线
衡柳线
上下行轨道外侧及线路中心各布置一条测线，共计3条测线
备注：实际工作量需根据现场情况进行合理调整
具体测线布置示意图如图4-1~图4-4所示。
图4-1湘桂线地质雷达测线布置示意图
图4-2衡柳线地质雷达测线布置示意图
图4-3湘桂线地震映像测线布置示意图
图4-4衡柳线地震映像测线布置示意图
5仪器设备
根据本次探测项目要求，拟投入的仪器设备见表5.1。
表5.1主要探测设备一览表
设备组成
型号
数量
地质雷达
GR-Ⅳ
2
雷达天线
100MHz（加强型）
2
工程地震仪
WZG-24A
2
雷达数据处理软件
GR3.0
2
地震数据处理软件
/
2
通讯设备
对讲机
8
测距仪
/
2
6设备工作原理
6.1地质雷达法工作原理
地质雷达法是一种采用窄脉冲宽带高频电磁波信号探测地下介质分布的方法，具有快速、无损、连续探测和实时显示的特点。
地质雷达法通过天线连续拖动的方式向地下发射高频电磁波，电磁波信号在物体内部传播时遇到存在电性差异（介电常数）的介质界面时，就会反射、透射和折射。介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确记录反射回的电磁波的双程走时、振幅与相位等运动特征，获得地下介质的断面扫描图像，通过对扫描图像进行处理和图像解译，达到识别地下目标物的目的，其工作原理如图6-1所示。
图6-1地质雷达工作原理示意图
电磁波在均匀介质中的传播速度V是不变的，因此根据地质雷达记录上的地面反射波与地下反射波的时间差ΔT，即可据下式得出地下异常的埋藏深度H：
式中，H即为目标层深度；
V是电磁波在地下介质中的传播速度，其大小由下式表示：
式中，C是电磁波在大气中的传播速度，约为3×108m/s；ε为相对介电常数，取决于地下各层构成物质的介电常数。
雷达波反射信号的振幅与反射系数成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数r可表示为：
式中，ε1、ε2为界面上、下介质的相对介电常数。
反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差异越大，反射信号越强。雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和中心频率。导电率越高，穿透深度越小；中心频率越高，穿透深度越小。
6.2地震映像法工作原理
地震映像又称高密度地震勘探和地震多波勘探，是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的一种勘探方法。该方法是以相同的偏移距