地质雷达在山岭隧道质量检测中应用探究

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1、地质雷达在山岭隧道质量检测中应用探究【摘要】为保证隧道工程质量，利用地质雷达对山岭隧道支护结构的施工质量进行系统的无损检测，并依据地质雷达工作成像原理，结合应用实例得出：地质雷达在山岭隧道衬砌厚度、拱架数量、间距及背后缺陷等检测过程中具有高效便捷、无损准确等特点，可在山岭隧道质检工作中广泛应用。[Abstract】Toensuretunnelengineeringquality,theconstruetionqualityofmountaintunnelsupportstructuresforno

2、ndestructivetestingwasdonesystematicallybyusingGroundPenetratingRadar(GPR)・Combinedwithapplicationexample,itisconcludedaccordingtotheworkingandimagingprincipleofGPRthatGPRhasthecharacteristicsofhighlyeffective,convenient,nondestruetiveandaccurateinthe

3、detectionprocessofliningthickness,thenumberandspacingofsteelarchandthedefectsdetectionbehindthelining.SoGPRhasawiderangeofapplicationinqualityinspectionofmountaintunnel.【关键词】山岭隧道；地质雷达；质量检测；衬砌厚度radar；qualityinspection；depthoflining中图分类号：U456.3文献标志码：B文章

4、编号：1000-033X(2012)06-0069-050引言地质雷达法不仅能够检测衬砌厚度不足和背后空洞等主要质量缺陷，而且还可以检测钢架、钢筋间距过大、数量不足、混凝土内部脱空等质量缺陷，是隧道结构进行无损检测的主要方法［1］。本文以河南省巩登高速在建隧道质量检测为背景，对数据处理结果进行分析，以期为地质雷达在山岭隧道质量检测中的应用提供参考与借鉴。1地质雷达工作与成像原理1.1地质雷达的工作原理地质雷达是一种采用新兴的地下探测与混凝土建筑物无损检测新技术，利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构

5、质量缺陷的探测仪器，是目前国内外用于检测混凝土内部缺陷最先进、最便捷的仪器之一。其天线屏蔽干扰小，探测范围广，分辨率高，具有实时数据处理和增强信号的功能，可进行连续透视扫描，现场实时显示二维彩色图像。地质雷达通过雷达天线对隐蔽目标体进行全断面扫描的方式获得断面扫描图像，其工作原理是：雷达系统利用天线向目标体发射宽频带高频电磁波，当电磁波信号在目标介质内部传播遇到介电差异较大的介质界面时，就会发生反射、透射和折射。这两种介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射回的电磁波被与发射天线同步移

6、动的接收天线接收后，由雷达主机精确记录下其运动特征，再通过信号技术处理，形成全断面的扫描图，工程技术人员通过对雷达图像的分析，判断出地下目标物的实际结构情况。地质雷达工作过程如图1所示。1.2地质雷达的成像原理地质雷达是利用超高频窄脉冲（106〜109Hz）电磁波在地下介质中传播规律的一种无损检测设备，它能快速获得探测区域的详细信息。探地雷达系统采集数据时，天线的发射端向测量表面以下发送以球面波形式传播的电磁波，同时，天线的接收端接收由不同电介质特性的层面反射的回波，然后经电缆或光纤传输到终端连接

7、的计算机上，实时显示雷达图像。电磁波在介质中传播时，其路径、波形将随所通过介质的电性质和几何形态的不同而变化。如图2所示，当目标体为面反射体时，雷达图像上显示的是一条与反射界面相一致的曲线；当目标体为点反射体时，其雷达图像上显示的是一条抛物线。2地质雷达在施工质量检测中的应用2.1参数设置巩登高速隧道质量检测采用瑞典MALA地球科学仪器公司生产的RAMAC/X3M型地质雷达，依据隧道支护参数实际状况，检测天线选用800MHz屏蔽天线。结合场地的特点，RAMAC/X3M的工作参数设置为：频率天线为8

8、00M,采集时窗为30ns,自动迭加次数为8次，测试方式为滚轮触发方式，道间距为0.02mo进行巩登高速公路隧道地质雷达检测时，在隧道左边墙、左拱腰、拱顶、右拱腰、右边墙，共布置5条测线，具体布置情况如图3所示。2.2地质雷达检测流程对隧道工程的检测应该根据隧道衬砌情况及施工阶段的不同确定检测的内容和方案。在初次衬砌施工完毕后，应对初次衬砌的厚度及与围岩间的接触情况进行检测，检测合格后方可进行下一道工序；最后对二次衬砌厚度进行检测。检测过程中若发现隧道结构存在缺陷，需及时处理，并且