探地雷达(GPR)是利用超高频脉冲电磁波(106～109Hz)探测地下介质的一种地球物理方法。由于其分辨率较高，已成为诸多地球物理勘探方法中进行浅层或超浅层精细无损检测的一种最有效手段。

地质雷达测量方法为剖面法，是基于高频电磁波理论，以宽频带、短脉冲的电磁波形式，由地面通过发射天线射入地下，经地下地层或目的体的电磁性差异反射回地面，反射波由另一天线接收，通过分析接收的信号探测地质体，即利用一个天线(T)发射高频率宽频带短脉冲电磁波，另一个天线(R)接收来自地下介质界面的反射波，发射天线和接收天线以固定间距沿测线同步移动，得到该测线的地质雷达时间-平距剖面图像，如图5-25所示。

图5-25地质雷达工作布置示意图

在宜万铁路隧道这样复杂的工程环境中，大规模地使用地质雷达探测隐伏岩溶问题，必须根据所要研究的各个隧道中隐伏岩溶问题的特性，以及隧道中具体的环境干扰因素，采用合适的观测方式，正确选择测量参数，才能采集到合格的数据记录，用于后期的数据处理。

根据前述隧底隐伏岩溶所处的特殊场地条件，对于地质雷达的探测主要分为以下两类情况进行。

一、无轨运输出碴

这种情况相对较为简单，单线情况下，在隧道中线上布置一条雷达剖面即可，双线情况下在左右中心线上各布置一条雷达剖面，采用剖面法进行探测。根据探测成功经验，使用加拿大Pulse-EKKO42型雷达仪或美国SIR-20型雷达仪均可，天线中心频率100MHz，采样时间不小于450ns。前者采用点测方式，点距不应大于0.5m;后者采用连测方式。每米扫描道数不应小于20道，32～64次叠加。

二、有轨运输出碴

根据现场调查情况，有轨运输出渣大多使用在单线长大隧道中，如八字岭、高阳寨、野三关、大支坪、马鹿箐几座隧道中。在这种情况下采用地质雷达探测，就要相对变得复杂。

根据野三关隧道进口实地踏勘调查，施工期间隧道内轨道分布情况如图5-26及图5-27所示。

图5-26轨道分布示意图

图5-27轨道分布示意图

图5-28平行轨道一侧无轨段连续扫描雷达剖面图

针对有轨不同地段，我们进行了现场雷达测试，测线布置按以下两种方式对比进行：单线轨道地段，一般铁轨靠隧底一侧平铺，在平行于轨道线的另一侧无轨地段进行雷达数据采集，采用连测方式，雷达天线装置方向垂直于铁轨延伸方向。图5-28为连续扫描雷达剖面。

直接将测线布置于铁轨上，在轨道中间进行雷达数据采集，如图5-27所示。因轨道间铺有枕木，无法进行连续扫描的采集方式，只能采用点测方式进行，雷达天线装置方向平行于铁轨延伸方向。图5-29为其点测雷达剖面。

图5-29轨道间点测雷达剖面图

从图5-28与图5-29相同地段的雷达不同采集方式所得记录剖面对比图可以看出，除了扫描道数的稀疏与紧密造成的雷达时间剖面图的差异外，两幅图的记录形态、异常展布形态与范围都是一致的。据此，我们可以认为，在轨道之间同样可以开展地质雷达探测方法，只是探测方式只能采用点测，且雷达天线装置方向需平行于铁轨延伸方向。但是不能选用分离式非屏蔽收发天线装置进行探测，而应选用性能更优越、收发天线装置集成式、屏蔽性稍强的雷达仪进行数据采集。

但是，施工期间，轨道电瓶车往来频繁作业，其相对于铁轨轨道是一个孤立、运动、介电常数大的干扰体。如图5-30所示，当与图5-28相同地段电瓶车经过时对雷达探测带来极强的干扰异常。

图5-30轨道电瓶车运动干扰

综上所述，有轨出碴隧道进行雷达探测时，影响探测效果较大的干扰因素不是来自隧底铺设的铁轨，而是来自繁忙运输的轨道电瓶车。因此，当在有轨段进行雷达探测时，若遇电瓶车驶来，距离雷达天线至少50m就应该暂停数据采集，电瓶车驶离雷达天线至少50m远，方可继续进行数据采集。

另外，在有轨地段进行探测时，因轨道及隧道边墙所造成的雷达回波反射均为线状干扰，表现在雷达剖面中为间隔出现的水平强振幅雷达波，由于这一环境条件在相同情况段内基本固定不变，我们可以在数据采集过程中，对具有这种相同环境性质的里程段，首先进行一次背景采集，然后在正式采集过程中设置“背景去除”采集参数，予以消除环境背景所带来的水平状强振幅干扰。为了达到较好的去除效果，最好在环境背景发生变化的每个拐点处进行一次背景采集，然后设置“背景去除”参数继续进行正式数据采集。