探地雷達(GPR)是利用超高頻脈沖電磁波(106～109Hz)探測地下介質的一種地球物理方法。由于其分辨率較高，已成為諸多地球物理勘探方法中進行淺層或超淺層精細無損檢測的一種最有效手段。

地質雷達測量方法為剖面法，是基于高頻電磁波理論，以寬頻帶、短脈沖的電磁波形式，由地面通過發射天線射入地下，經地下地層或目的體的電磁性差異反射回地面，反射波由另一天線接收，通過分析接收的信號探測地質體，即利用一個天線(T)發射高頻率寬頻帶短脈沖電磁波，另一個天線(R)接收來自地下介質界面的反射波，發射天線和接收天線以固定間距沿測線同步移動，得到該測線的地質雷達時間-平距剖面圖像，如圖5-25所示。

圖5-25地質雷達工作布置示意圖

在宜萬鐵路隧道這樣復雜的工程環境中，大規模地使用地質雷達探測隱伏巖溶問題，必須根據所要研究的各個隧道中隱伏巖溶問題的特性，以及隧道中具體的環境干擾因素，采用合適的觀測方式，正確選擇測量參數，才能采集到合格的數據記錄，用于后期的數據處理。

根據前述隧底隱伏巖溶所處的特殊場地條件，對于地質雷達的探測主要分為以下兩類情況進行。

一、無軌運輸出碴

這種情況相對較為簡單，單線情況下，在隧道中線上布置一條雷達剖面即可，雙線情況下在左右中心線上各布置一條雷達剖面，采用剖面法進行探測。根據探測成功經驗，使用加拿大Pulse-EKKO42型雷達儀或美國SIR-20型雷達儀均可，天線中心頻率100MHz，采樣時間不小于450ns。前者采用點測方式，點距不應大于0.5m;后者采用連測方式。每米掃描道數不應小于20道，32～64次疊加。

二、有軌運輸出碴

根據現場調查情況，有軌運輸出渣大多使用在單線長大隧道中，如八字嶺、高陽寨、野三關、大支坪、馬鹿箐幾座隧道中。在這種情況下采用地質雷達探測，就要相對變得復雜。

根據野三關隧道進口實地踏勘調查，施工期間隧道內軌道分布情況如圖5-26及圖5-27所示。

圖5-26軌道分布示意圖

圖5-27軌道分布示意圖

圖5-28平行軌道一側無軌段連續掃描雷達剖面圖

針對有軌不同地段，我們進行了現場雷達測試，測線布置按以下兩種方式對比進行：單線軌道地段，一般鐵軌靠隧底一側平鋪，在平行于軌道線的另一側無軌地段進行雷達數據采集，采用連測方式，雷達天線裝置方向垂直于鐵軌延伸方向。圖5-28為連續掃描雷達剖面。

直接將測線布置于鐵軌上，在軌道中間進行雷達數據采集，如圖5-27所示。因軌道間鋪有枕木，無法進行連續掃描的采集方式，只能采用點測方式進行，雷達天線裝置方向平行于鐵軌延伸方向。圖5-29為其點測雷達剖面。

圖5-29軌道間點測雷達剖面圖

從圖5-28與圖5-29相同地段的雷達不同采集方式所得記錄剖面對比圖可以看出，除了掃描道數的稀疏與緊密造成的雷達時間剖面圖的差異外，兩幅圖的記錄形態、異常展布形態與范圍都是一致的。據此，我們可以認為，在軌道之間同樣可以開展地質雷達探測方法，只是探測方式只能采用點測，且雷達天線裝置方向需平行于鐵軌延伸方向。但是不能選用分離式非屏蔽收發天線裝置進行探測，而應選用性能更優越、收發天線裝置集成式、屏蔽性稍強的雷達儀進行數據采集。

但是，施工期間，軌道電瓶車往來頻繁作業，其相對于鐵軌軌道是一個孤立、運動、介電常數大的干擾體。如圖5-30所示，當與圖5-28相同地段電瓶車經過時對雷達探測帶來極強的干擾異常。

圖5-30軌道電瓶車運動干擾

綜上所述，有軌出碴隧道進行雷達探測時，影響探測效果較大的干擾因素不是來自隧底鋪設的鐵軌，而是來自繁忙運輸的軌道電瓶車。因此，當在有軌段進行雷達探測時，若遇電瓶車駛來，距離雷達天線至少50m就應該暫停數據采集，電瓶車駛離雷達天線至少50m遠，方可繼續進行數據采集。

另外，在有軌地段進行探測時，因軌道及隧道邊墻所造成的雷達回波反射均為線狀干擾，表現在雷達剖面中為間隔出現的水平強振幅雷達波，由于這一環境條件在相同情況段內基本固定不變，我們可以在數據采集過程中，對具有這種相同環境性質的里程段，首先進行一次背景采集，然后在正式采集過程中設置“背景去除”采集參數，予以消除環境背景所帶來的水平狀強振幅干擾。為了達到較好的去除效果，最好在環境背景發生變化的每個拐點處進行一次背景采集，然后設置“背景去除”參數繼續進行正式數據采集。