《隧道地质三维探测技术》一书全面介绍了当前隧道复杂地质地球物理探测的新理论、新方法与新技术，重点阐述了地震波法三维探测、大功率电测深三维探测、地质雷达三维探测等创新技术的理论、方法与应用。
全书共分７章。第１章介绍了隧道地质探测的理论原理、探测技术现状和发展趋势；第２章梳理分析了复杂地质条件和现行的探测技术；第３～７章分别系统阐述了地震波法三维探测技术、隧道围岩含水性三维探测技术、隧道边仰坡的三维探测技术、隧道盾构的三维超前探测技术、隧道突发地质灾害后的三维探测技术及其在工程中的应用案例。
本书是著者及其研究团队多年理论成果和工程应用的总结，旨在为从事岩土工程的广大技术人员了解隧道地质三维探测技术的*成果及其应用情况、开展工程建设和相关研究，提供借鉴和指导。
1.关于丛书：本丛书由钱七虎院士担任主编，从地质探测、预警与风险控制、设计、施工、数字化应用等角度，遴选了近年来隧道施工领域具有代表性的创新性技术方向，系统梳理了山岭、水下、软硬不均地层等复杂地质与环境条件下隧道建设关键技术，以学术专著的形式，以理论为引领，以应用为重点，以案例为说明，介绍了近年来在复杂地质隧道建设过程中形成的创新成果和核心技术。丛书具有前沿性、原创性、创新性、引领性。
2.关于本书：《隧道地质三维探测技术》一书是著者及其研究团队多年理论成果和工程应用的总结。全书从理论到实践，图文并茂，辅以大量的工程案例，全面介绍了隧道复杂地质地球物理探测的新理论、新方法与新技术，重点阐述了地震波法三维探测、大功率电测深三维探测、地质雷达三维探测等创新技术。本书旨在为从事岩土工程的广大技术人员了解隧道地质三维探测技术*成果及其应用情况、开展相关研究，提供借鉴和指导，也可供相关专业研究生学习和高校高年级大学生拓展阅读。本书与国内外同类书相比，理论创新、工程实践突出，对工程实践参考价值较大。
本书作为复杂地质与环境条件下隧道建设关键技术丛书之一，旨在为从事岩土工程的广大技术人员了解隧道地质三维探测技术最新成果及其应用情况、开展相关研究，提供借鉴和指导，主要面向具有一定实践经验的工程技术和科技人员，也可供研究生学习和高年级大学生拓展阅读。
截至2017年底，我国已建成公路隧道16229座、15285km，铁路隧道14547座、15326km，我国已成为世界隧道大国。特别是在国家一带一路倡议引领下，隧道工程作为交通建设中的关键节点，又将迎来新的建设高峰。
然而，在地质条件、施工环境、结构形式越来越复杂多变的情况下，隧道工程建设的安全管控风险越来越高。隧道工程施工最大的安全风险源于地质情况不明，难以针对性地制定防范措施，以避免突泥涌水、塌方冒顶等重大安全事故。广大隧道工程建设者迫切期盼能有一种科学的探测方法，直观、准确地预报隧道内的地质情况，便于制定合理可行的施工方案，降低工程施工风险，提高施工效率，节约建设投资。
地质超前预报是隧道施工安全的重要保障。地球物理方法探测范围广、效率高、对施工影响小，在国内外地质超前预报中得到广泛应用。隧道地质超前预报采用的地球物理方法主要有地震波法和电法。现有方法在隧道建设中发挥了积极的作用，但也存在一定的局限性，比如多采用一维或二维观测方式，探测精度低、直观性差。本书著者及其科研团队在现有超前预报技术的基础上，开发了隧道三维探测成套设备和技术，提高了探测精度，实现了探测成果的三维可视化，并在工程实践中进行了大量的成功应用。
本书是著者及其研究团队多年理论成果和工程应用的总结，主要以著者主持的科研项目国防工程地质预测及质量无损检测系统为基础，并结合了云南航天工程物探检测股份有限公司的部分研究和应用成果。全书从理论到实践，图文并茂，辅以大量的工程案例，全面介绍了隧道复杂地质地球物理探测的新理论、新方法与新技术，重点阐述了地震波法三维探测、大功率电测深三维探测、地质雷达三维探测等创新技术。
全书共分7章。第1章介绍了隧道地质探测的理论、探测技术现状和发展趋势；第2章梳理分析了复杂地质条件和现行的探测技术；第3章系统阐述了地震波法三维探测理论、信号采集与分析方法、信号处理和成像技术，介绍了著者主持开发的成套设备和相关软件以及应用实例；第4章阐述了隧道围岩含水性三维探测原理，介绍了大功率电测深三维探测技术和地质雷达三维探测技术以及应用实例；第5章介绍了隧道边仰坡的三维探测技术，分析了影响边仰坡稳定的因素以及探测应用实例；第6章介绍了隧道盾构的三维探测技术及其应用情况；第7章结合工程典型案例，详细介绍了三维探测技术与方法在隧道突发地质灾害后的应用和效果。
在编写本书过程中，得到了李晓研究员、王运生教授、张维平教授级高工、赵永贵研究员的大力支持和指导，谨对他们表示衷心的感谢！
隧道地质三维探测新技术在国内仍处于积极探索和发展阶段，且属于交叉学科范畴。由于时间仓促和著者认识上的局限性，本书疏漏和不当之处在所难免，恳请广大读者不吝赐教。
著者
曹国侯，博士，陆军研究院工程设计研究所高级工程师，全军知名工程专家，专业技术3级，专业技术少将军衔；第十三届全国人大代表，中国科学技术协会第九次全国代表大会代表，全国优秀科技工作者，军队高层次科技创新人才工程科技领军人才。长期从事战场工程建设及研究，解决了一系列制约战场工程建设的关键技术难题，特别是在高原无植被地区国防工程伪装技术、国防工程地质预测及质量无损检测等方向有深入研究，并取得一系列重大研究成果；先后荣获军队科技进步一等奖3项、二等奖9项和国家发明专利8项。
刘浩，高级工程师，云南航天工程物探检测股份有限公司创始人、董事长。长期从事桥梁和隧道工程无损检测与地质灾害三维探测研究及管理工作。承担国防工程地质预测及质量无损检测系统三维成像隧道地质超前预报成套技术研究等军队、云南省科研项目20余项，荣获军队科技进步一等奖1项，发表科技论文10余篇。
第1章绪论1
1.1工程地球物理勘探概述/3
1.1.1工程地球物理勘探概念/3
1.1.2工程地球物理勘探方法及应用/3
1.1.3工程地球物理勘探任务/4
1.1.4工程地球物理勘探主要特点/5
1.1.5我国工程地球物理勘探发展历程/5
1.2国内外工程地球物理勘探现状分析/6
1.2.1国内工程地球物理勘探及检测技术现状/6
1.2.2国内外工程地球物理勘探及检测设备现状/7
1.2.3国内外工程地球物理勘探及检测发展趋势/7
1.3复杂地质条件下隧道探测技术发展展望/9
第2章隧道复杂地质条件与探测技术11
2.1隧道复杂地质条件/14
2.2隧道地质病害/18
2.3复杂地质条件的探测新技术/20
2.3.1地震波法/20
2.3.2电法/22
第3章隧道地质构造的三维超前预报技术27
3.1国内外隧道地质构造超前预报技术评析/29
3.2地下围岩三维波场理论/32
3.2.1地震波基本理论/32
3.2.2地震波法三维隧道地质超前预报理论/48
3.3三维隧道地质超前预报信号处理及成像/63
3.3.1三维隧道地质超前预报信号处理/63
3.3.2三维隧道超前地质预报成像理论/88
3.4三维隧道地质超前预报系统/92
3.4.1三维隧道地质超前预报信号采集系统/92
3.4.2三维地质超前预报技术成像软件/100
3.4.3三维隧道地质超前预报分析软件/106
3.5典型案例/118
3.5.1三维隧道超前预报系统在隧道中的应用1/118
3.5.2三维隧道超前预报系统在隧道中的应用2/122
3.5.3三维隧道超前预报系统在隧道中的应用3/124
3.5.4三维隧道超前预报系统在隧道中的应用4/125
第4章隧道围岩含水性三维探测技术127
4.1国内外隧道超前探水技术评析/129
4.2大功率电测深三维超前预报技术/130
4.2.1高密度电法/130
4.2.2大功率电测深三维探测原理及工作方法/132
4.3地质雷达三维探测技术/138
4.3.1地质雷达探测原理/138
4.3.2地质雷达三维探测观测系统及方法/140
4.4典型案例/143
4.4.1大功率电测深三维探测技术在某隧道的应用/143
4.4.2地质雷达三维探测技术在某隧道的应用/145
第5章隧道边仰坡的三维探测技术149
5.1隧道边仰坡特点/151
5.1.1隧道边仰坡特点概述/151
5.1.2隧道边仰坡稳定性影响因素/151
5.2典型案例/152
5.2.1高密度电法在某隧道的应用/152
5.2.2高密度电法在某隧道的应用/162
第6章隧道盾构的三维探测技术169
6.1城市地铁盾构法施工/171
6.2地震反射与散射联合成像技术的基本原理/171
6.3典型案例/175
6.3.1浅层地震反射与散射联合成像在某浅层隧道的应用/175
6.3.2地质雷达三维探测技术在市政工程的应用/177
第7章隧道突发地质灾害后的三维探测技术181
7.1隧道突发地质灾害后的三维探测技术方法/183
7.1.1地震CT探测技术/183
7.1.2高密度电法探测技术/184
7.1.3地质雷达探测技术/185
7.2典型案例/186
7.2.1地震CT技术和高密度电法在云南某高速公路隧道的
应用/186
7.2.2地震CT技术在云南某高速公路隧道的应用/196
7.2.3高密度电法和地震CT在某隧道的应用/207
7.2.4高密度电法在某隧道的应用/213
7.2.5地质雷达法在河北某隧道的应用/219
7.2.6地质雷达法在某隧道的应用/222
参考文献227
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