基于地质雷达在长河坝水电站导流洞中的应用

《基于地质雷达在长河坝水电站导流洞中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第4期东北水利水电工程施工【文章编号】1002—0624(2011)04—0025—04地质雷达在长河坝水电站导流洞中的应用高利军，周兴政(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川康定626001)[摘要]文章通过工程实例，介绍了地质雷达检测技术在水工隧洞中应用。地质雷达探测具有精度高、无损伤、检测结果的连续等特点，可以作为水工隧洞工程质量检测的一种有力辅助手段。[关键词]地质雷达；水工隧洞；质量检测[中图分类号]TV522【文献标识码]A1概述化而变化。因此，根据接收到波的旅行时间、幅度与波形等资料，可探测地下介质或目标体的结构、长河坝水电站位于四川省甘孜藏族自治州康构造及目标

2、体的埋藏深度等。定县境内，是大渡河流域水电梯级近期开发的大型地质雷达的工作前提是探测对象与周围介质水电工程之一，工程装机容量2600Mw。长河坝问存在着明显的电性差异，雷达波在介质中的传水电站设计有1号、2号两条导流洞，城门洞型有播速度与介质的电磁性参数有(1)式近似关系：压隧洞、尺寸为12mX14．5ITI，导流洞全洞衬砌，衬砌厚度80"-120cm，衬砌混凝土强度标号C30。c／、／(1)导流洞建成后，为检测衬砌混凝土密实度、厚式中：为介质中的电磁波速度；c为真空中的光度及与围岩接触质量，在回填灌浆质量检测的基速，m／ns；为介质的相对介电常数；为介质的础上，利用了地质雷达检测对施工

3、质量进行了检导磁率。验。地质雷达具有高分辨率、无损性、高效率等优只要目标体与周边介质中存在电性差异(存点，正逐渐成为地下隐蔽工程调查的一种有力工在脱空、混凝土不密实以及在围岩界面)，就可以具，目前已广泛应用在工程地质、土工、农业、环在地质雷达图像剖面中反映出来，通过同相轴追境、考古等多领域⋯。踪可以测定目标体的反射波旅行时。根据地下介质的电磁波速度和反射波旅行时，由公式2地质雷达基本原理(2)可计算目标层的深度h：地质雷达是基于高频电磁波理论，工作方式=争厢(2)是以宽频带、短脉中的电磁波形式，由地面通过天线送入地下，经地下地层或目的体(借助裂缝、洞式中：h为目的层的深度；为发射天线与接

4、收天穴、软弱层位、渗漏区与周围介质的电磁特性差线间的距离；V为介质中的电磁波速度。异)反射返回地面，被另一天线所吸收，通过分析雷达波反射脉冲信号的强度与界面的反射系电磁波的时频，就可以判实地质体展布形态和性数和穿透介质的吸收程度有关。反射系数与界面质【2】。两边介质的电磁性质和频率ccJ(-2~-f)有关。当介电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度质的电磁参数差别大时，反射系数也大，因而反射与波形将随所通过介质的电性质及几何形态的变波的能量也大。·25·工程施工皇2011年第4期在实际工作中，应根据探测目的体的不同探站导流洞衬砌混凝土的相对介电常数取为6～9嘲。测深度[51选择不同中心

5、频率的天线以及不同的测3．2现场测试方法技术点间距进行探测，表1给出了地质雷达针对不同1)测线布置目的体尺寸与深度选择不同中心频率的天线的参地质雷达检测分别在导流洞顶拱中心线，左、考表。右拱角及左、右拱座处，左、右边墙，底板中心线各表1地质雷达不同中心频率天线探测分辨率与深度参考表布置一条测线，共8条测线沿洞轴线方向连续测试。检测过程中主要采用400MHz地质雷达天线，对衬砌混凝土密实度、厚度及与围岩接触情况进行检测，异常洞段采用900MHz地质雷达天线进行重复观测(测线布置见图2)。地质雷达现场测试基本组成如图1所示。2)仪器设备测试使用美国生产的SIR一2000型地质雷达。仪器参数设

6、置如下：①增益：0～66db；②采样点数：512点；③发射速率：主要为48脉冲／s，部分为32或64脉冲／s；图l地质雷达测试原理及基本装置示意图④时间窗口：900MHz天线测程30ns，4003地质雷达检测MHz天线测程为60～80ns；3．1电磁波波速确定⑤滤波系统：900MHz天线为150"+1800MHz，衬砌中雷达波速是计算衬砌厚度最重要的参400MHz天线为60-800MHz。数，一般采取取芯实测法和介电常数法确定，本处采用介电常数确定雷达波速。对于雷达电磁波频率900MHz和400MI--Iz而言，在钢筋混凝土部位探测时，传导电流对电磁场的影响较大，但若多层钢筋且间距大于1

7、0cm时，也不容易形成屏蔽系统，故混凝土可以看作是一种非传导性(非金属)材料。非传导性的材料本质上可由两个独立的电磁属性标表征，即介电常数和磁导率，不多对于大多数普通的非传导性的材料(包括混凝土)都是非磁性的，这就使磁导率图2长河坝水皂站导流洞衬砌地质雷达检测铡线布置示意图非常接近于真空中的磁导率。因此在混凝土地质注：①一顶拱测线；②——左拱角测线；③——右拱雷达探测研究中，一般把磁导率作为常数而不考虑角测线；④——左拱座测线；⑤—