在雷达反射探测方式中，发射天线和接收天线都放置于同一钻孔中，且间距固定，用于传输信号触发和数据采集的光缆可以消除普通电缆对收发天线的附加干扰，钻孔雷达常用天线为偶极子天线，它能辐射和接收来自360°空间的信号。和地面地质雷达一样，钻孔雷达的解译是在数据处理后所得的地质雷达图像剖面中，根据反射波组的波形与强度特征，通过同相轴的追踪，确定反射波组的地质特征。当岩体中存在不良地质体（如裂隙、层理、断裂、破碎带、岩溶和地下水等）时，不良地质体与周围岩体的电性差异较大，容易形成强烈的反射波，同时，还可能由于岩性的差异产生绕射波，并在时间剖面上形成双曲线特征。钻孔雷达解译的不同之处主要在于对空间的解释，对于地面地质雷达来说，所有的反射都来自半空间，而对于钻孔雷达来说，反射来自360°的径向范围。一般情况下，利用单孔雷达反射数据很难确定反射体的方位，而只能确定反射体的距离。当反射体为平面时，平面和钻孔的夹角也可确定下来。对于点目标来说，反射信号的特征为双曲线，对于未穿过钻孔的裂缝来说，反射特征为一条斜线。斜线和钻孔的夹角由裂缝与钻孔的夹角决定。当裂缝穿过钻孔时，反射特征像张开的剪刀，利用这些特征可以推断裂缝的形态。

参考文献

[1] 李大心, 探地雷达方法与应用, 地质出版社, 1994.

[2] 曾昭发, 刘四新, 王者江等编, 探地雷达方法原理及应用，科学出版社，2006.

[3] 钟声, 王川婴, 吴立新等. 钻孔雷达与数字摄像技术在地质勘探中的综合应用[J]. 地球物理学进展, 2011.26(1):335-341.2100433B

钻孔地质雷达

钻孔雷达方法是一种确定地下介质分布的广谱电磁技术，它能在岩土介质中穿透一定的距离，使用的频率通常在50～250MHz。钻孔雷达与地面使用的地质雷达原理相同，它利用一个天线发射高频宽带电磁波，另一个天线接收来自地下岩土介质的发射波。雷达波的传播受到岩土电磁性质及几何形态的影响，接收端电磁波强度和波形将随之发生变化。据此，根据接收端电磁波的双程走时（Travel Time）、振幅（Amplitude）和波形（Waveform）资料，可以推测出地下岩土介质的结构特征。另外，如果地下岩土介质电导率超过某一数值，雷达单孔反射测量（Single-hole Radar）将失去效用。由于在高导介质中电磁波不能以波的形式进行传播，此时只能进行跨孔测量（Crosshole Radar）或孔中－地面测量（Vertical Radar Profiling, VPR），这两种探测方法主要根据首波振幅和到达时间来获取重要的地质信息。

地质雷达可用来划分地层、查明断层破碎带、滑坡面、岩溶、土洞、地下硐室和地下管线，也可用于水文地质调查。由于地质雷达在电阻率小于100Ω·m的覆盖层地区，探测深度小于3m，严重阻碍了地质雷达的应用。因此，在低电阻率区如何加大探测深度，仍是一个研究课题。20世纪80年代末，还主要用于高电阻率的基岩地区、钻孔和坑道中。2100433B

地质雷达仪是一种利用高频电磁波技术探测地下物体的电子设备。利用超高频电磁波探测地下介质分布，它的基本原理是:发射机通过发射天线发射中心频率为12.5M至1200M、脉冲宽度为0.1 ns的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由示波器显示出来。

由于地质雷达仪的探测是利用超高频电磁波，使得其探测能力优于例如管线探测仪等使用普通电磁波的探测类仪器，所以地质雷达仪通常广泛用于考古、基础深度确定、冰川、地下水污染、矿产勘探、潜水面、溶洞、地下管缆探测、分层、地下埋设物探察、公路地基和铺层、钢筋结构、水泥结构、无损探伤等检测。2100433B

地质雷达法用来进行野外观测的专用仪器，一般包括发射天线和发射机，接收天线和接收机，以及内装微处理机或直接用便携式微机的控制部件。发射机将直流电源供给的直流电转换为高频、窄脉冲的交流信号，通过发射天线向被探测介质定向发射固定频率的电磁波。接收天线接收回波信号后输入到接收机，经放大并转换为数字信号后传输到控制部件进行叠加、计算、存贮，由液晶显示器实时显示断面图像，并可打印、拷贝。观测数据可存贮在软盘上，也可通过机内标准接口传输到外接计算机进行更详细的数据处理、彩色显示和绘制彩色断面图。为了同时进行不同深度的探测，提高施工效率，可以用一台发射机或多台接收机同时观测。最新仪器都配置多种频率的发射和接收天线，可根据不同地质任务和施工条件选用或作几种频率观测，取得更多的地质信息。

地质雷达按使用场合不同可分为空中地质雷达(又称机载地质雷达)、地面地质雷达、矿井地质雷达和钻孔地质雷达。其中，机载雷达是装在飞机上的地质雷达的总称，主要有侧视雷达、前视雷达、平面位置显示器雷达等，它具有快速覆盖和全天候工作的优点，主要用于测绘地形、地面岩性识别、判别地质构造特征等。煤炭工业部门常用的是地面地质雷达、矿井地质雷达和钻孔地质雷达。

地面地质雷达在地面进行观测，是地质雷达中使用最多的一种方法。它用发射机和发射天线向地下发射高频电磁波，电磁波在地下土层、岩层中有明显电性差异的界面上反射，在地面用接收机和接收天线接收回波信号，并对其进行计算处理、解释、成图，得到地下地质结构的显示图象和深度资料。地面地质雷达测线、测点布置灵活，可根据需要布设成规则网状、不规则网状或任意单条剖面。既可逐点观测，也可沿剖面连续观测。

矿井地质雷达具有防爆功能。在矿井巷道中进行观测。可以对巷道下方、上方、两侧及前方进行探测。向下方探测时，工作方法与地面观测相同。巷道有支架支护时，向上和向两侧探测的天线要特殊设置。向采掘前方探测是在巷道揭露的煤层或岩石断面上垂直布设发射天线和接收天线，可探测采掘前方的断层、岩溶及其它异常体。矿井中的干扰因素 (各种电缆、金属物等)较多，现场观测时要尽可能避开或减少干扰源的影响，以提高信噪比。资料解释要正确区分有效信号和干扰信号，以保证地质解释结果的可靠性。

矿井地质雷达在煤矿区一般用于探测厚煤层采后的剩余厚度，煤层下面的石灰岩层或其它需要探测岩层的深度、喀斯特发育情况，巷道或工作面前方的小断层、老窑水、喀斯特陷落柱、火成岩岩墙、煤层夹矸和其它地质异常体。

钻孔地质雷达把发射及接收装置放入钻孔中进行观测，有单孔测量和跨孔测量两种方式。①单孔测量。把发射和接收装置放于同一钻孔中，两者的间距保持不变，沿钻孔剖面进行测量。电磁波向钻孔壁介质发射，遇有电性差异的界面反射回来被接收，即可发现钻孔未揭露到的周围介质中的断层、破碎带、喀斯特、金属矿体等，并确定其距钻孔的位置、延伸方向。②跨孔测量。把发射装置和接收装置分别放入相邻两个钻孔中(也可采用一孔发射、多孔接收方式)，雷达脉冲从发射钻孔传输到接收钻孔，通过对透射波传播速度、振幅等的分析，以及对反射波的分析，可以了解两个钻孔之间介质的地质结构和地质异常体的情况。跨孔地质雷达的工作方法与钻孔无线电波透视法相似。