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1、第&期（总第&$.期）华东公路234&（53678!234&$.）"##)年"月"#日9:;5<=>2:=>?=@:ABCDEF7EG!"##)文章编号：&##&()"*&（"##)）#&(##+$(#’!!!!文献标识码：,地质雷达检测隧道衬砌质量在十漫高速公路中的应用&"王!奎，王德元（&-湖北省汉十高速公路管理处，湖北!武汉!’.##"&；"-湖北省公路局科研所，湖北!武汉!’.##"#）!!摘要：叙述了地质雷达探测方法原理及探测图像的分析。通过应用实例说明地质雷达检测技术由于具有无损、快速、简易、精度高的优点，因此，作为高速公路工程
2、施工质量监控，特别对高速公路隧道工程施工过程中质量监控具有宽广的应用前景。关键词：地质雷达；无损检测；隧道衬砌!"十漫高速公路概况$"地质雷达检测方法原理湖北十堰至陕西漫川关高速公路全长&#)-&.$/0，探地雷达由一体化主机、天线及相关配件组成是国家规划建设的西部开发公路干线银川至武汉的一（图&）。雷达工作时，向地下介质发射一定强度的高段，是武汉与西安之间最便捷的公路运输通道，位于频电磁脉冲（几十兆赫兹至上千兆赫兹），电磁脉冲秦岭山脉南麓，山高坡陡，地形起伏频繁，沿线存在遇到不同电性介质的分界面时即产生反射或散射，探多处滑坡、崩塌等不良地
3、质情况，施工难度大。项目地雷达接收并记录这些信号，再通过进一步的信号处地处丹江库区上游，是南水北调中线工程水源区，环理和解释即可了解地下介质的情况（图"）。保要求高。相对于探地雷达所用的高频电磁脉冲而言，通常#"检测目的工程勘探和检测中所遇到的介质都是以位移电流为主湖北十漫高速公路共有隧道"1座，共长约&+/0，的低损耗介质。在这类介质中，反射系数和波速主要其中特长隧道&座长.&�，长隧道’座共计长$取决于介电常数：&*#0。众所周知，由于隧道施工本身的特点，隧道!!&#!!"’!"%%&"的初衬和岩石层之间、初衬和二衬之间，如果施工控
4、!!&$!!"!!制不当，容易出现孔隙，钢筋的分布也会与设计不式中%!———反射系数；符，因此对隧道衬砌施工质量进行检测很有必要。作"———速度；为质量控制的重要环节，湖北省十漫高速公路指挥部!———介质的相对介电常数；利用探地雷达技术对目前已施工二衬的隧道进行检#———电磁波在空气中的传播速度，下角标测。其主要目的是：“&、"”分别表示上、下介质。空气的（&）检查钢筋混凝土初砌中钢筋的布置是否满相对介电常数为&，最小；水的相对介足设计要求，包括钢筋保护层厚度及钢筋布置间距的电常数为1&，最大（见表&）。检测；电磁波由空气进入二衬的混凝土层
5、，会出现强反（"）二衬的衬砌厚度是否符合设计要求；射（对应地面，并且由于空气中电磁波传播速度较（.）二衬的质量检测，包括有无脱空等质量问快，这时的地面对应的是负相位）；同样，当电磁波题的检测。由二衬传播至初衬，继而由初衬传播到岩层时，如果!!收稿日期万方数据："##$%&&%"’#++4年第!期王"奎，王德元：地质雷达检测隧道衬砌质量在十漫高速公路中的应用—34—交界面处贴合不好，或存在脱空等施工质量时，由于衬砌中存在的钢筋，会出现全反射，接收到的能量非不同介质的介电常数差异，亦会导致所采集的雷达记常强，在雷达剖面上显示强异常，因此也可以确
6、定钢录上相位和幅度的变化，由此可确定衬砌厚度和发现筋分布情况。施工缺陷。电磁波遇到以传导电流为主的介质，比如图!""探地雷达仪器设备组成示意图图#""探地雷达工作原理示意图"""表!常见介质的电性特征计算出介质中的电磁波传播速度后，由公式介质电导率介电常数速度衰减系数##’"!/()*+,以及雷达记录到的电磁波走时，即可（$%）（相对值）（%&’(）（)*&%）空气+!+,-+计算出反射界面的深度(和范围，同时依据电磁波反纯水!+./.#2!+,+--+,!0-1!+射振幅及相位等相关指标即可大致判断缺陷的轻重程度。新鲜水31!+./2!+
7、,+--+,!!"现场检测及数据处理分析海水/2!+,+!!+-冰-,#+,!4+,+!!#$"检测内容花岗岩（干）!+.23+,!3+,+!0!共对全线!!个施工标段!3座隧道进行了检测，花岗岩（湿）!+.-4+,!+,+!0!测线长约!6829%。检测时，每个隧道洞一般设置3玄武岩（湿）!+.#2+,!3（干）灰岩（干）!+.54+,!!+,/0!条测线，分别布置在隧道左右边墙，左右拱腰及拱顶灰岩（湿）#,31!+.#2+,/0!处，测线布置见图-，图/为野外作业现场示意图。砂（干）!+.4.-/06+,!3+,+!0!+当在检测现场或
8、资料处理过程中发现存在施工质量问砂（湿）!+./.#-++,+6+,+-0+,-0!+.-题时，还要选择隧道相关部位对其进行加密测量。淤泥!+0+,!30-++,+4!0!++粘
