探地雷达在隧道质量检测中的应用

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1、第36卷第29期山西建筑Vo1．36No．292010年10月SHANXIARCHITECTLREOct．2010·335·文章编号：10096825(2010)29—0335—02探地雷达在隧道质量检测中的应用陈红伟岳学峰摘要：利用探地雷达技术对公路隧道质量进行检测，提出了探地雷达技术在公路隧道质量检测应用中的工作方法，通过对多条高速公路隧道质量检测的分析与总结，得出了高速公路隧道渗水、脱空、回填不密实的典型图像。关键词：探地雷达，公路隧道，质量检测，混凝土衬砌中图分类号：U456文献标识码：A隧道衬砌质量检测早在20世纪80年代就引起人们的重视，砌与

2、岩体交界面反射波走时，再在测线部位打钻孔穿透衬砌，逐步开始在我国铁路和水利水电隧洞质量检测中应用，近年来开实际丈量衬砌厚度D(应作孔斜校正)，反算出V与E，。始在公路隧道质量检测中应用。作者参与了30座隧道的质量检V=2D／~t，E，=(c0／v)。测工作，总结了探地雷达技术在公路隧道质量检测中的经验。其中，v为实测的雷达波速；D为衬砌实际厚度；At为实测1测试原理反射时；C为在空气中的雷达波速，30cm／ns；Er为实测介电常探地雷达技术检测隧道衬砌质量的原理是利用高频电磁波数值。如果无法钻孔，可根据隧道进出口明洞衬砌厚度与实测反(主频为数百兆赫兹)以

3、宽频带短脉冲的形式，在隧道衬砌面通过射走时，计算出v，取平均值作为衬砌厚度计算的参数。发射天线传播到隧道衬砌内，经过不同的层面(或目的体)反射后返回至衬砌面，被接收天线所接收，并将接收到的信号经过数字处理，形成直观的图像显示出来，这些数字信号和图像同时储存在雷达主机中，再将雷达主机中的数据传输到计算机中，利用计算机对接收到的信号进行分析、处理，从而判断隧道衬砌的质量。相对于探地雷达所用的高频电磁脉冲而言，隧道衬砌质量检测中所遇到的混凝土介质都是以位移电流为主的低损耗介质。在这类介质中，反射系数和波速主要取决于介电常数：图1探地雷达法检测测线布置图一2．4

4、现场检测工作r7、／=￡=。，o1+、／e2√e1)测试速度控制在5km／h左右；2)采用连续采集方式，每其中，r为反射系数；为速度；e为相对介电常数；c为光速5m～10m在记录上做一个标记。常数；下角标1，2分别为上、下介质。空气的相对介电常数为1，水2．5数据处理与分析的相对介电常数为81，水泥及岩石的相对介电常数为几到十几。由于隧道衬砌及围岩介质相当于一个复杂的滤波器，介质对2测试过程中的注意事项电磁波不同程度的吸收以及介质的不均匀性，使得雷达发射出去2．1测线布置的脉冲在到达接收天线时，“运载”着地下不同介质的物理信息，1)初衬质量检测：分离式隧

5、道单洞在隧道的拱顶、左右拱腰波幅减小，频率降低，波形变得与原始发射波形有较大的差别，通及左右边墙各布置了1条测线，共布置5条测线，即1号～5号测过对这些改变了的波形进行处理分析，得到所需要的信息。其数线；连拱隧道单洞在拱顶、左右拱腰及一侧边墙各布置了1条测据处理及解释流程见图2。线，共布置4条测线，其中左洞为1号～4号测线，右洞为2号～原始数据卜_T时深剖面卜—r标记隧道名称、测线、里程5号测线(见图1)。由于隧道内进行施工、局部存在障碍物，实际测线存在一定误差。2)二衬质量检测：分离式和连拱隧道在隧道垂j回巨变f盏嫠委翥的拱顶和左右拱腰各布置了1条测线

6、，共布置3条测线，即2号～4号测线(见图1)。亟巫卜一压亟曩簇盛2．2天线频率图2探地雷达数据处理及解释流程图1)初衬质量采用900MHz增强型天线对初衬质量进行检测，3典型图例分析其探测深度在0．5m左右；2)二衬质量检测采用400MHz天线，1)衬砌质量良好的雷达图像：各反射层面平直，连续性好，反其探测深度在2m左右；在测试二衬表层环向钢筋的间距时采用射强度一致，幅度较大，频率正常。2)密集的点状异常图像：反射900MHz天线。层面呈明显的连续点状图像，反射信号较强，该类图像为衬砌内2．3雷达波速的确定部钢筋网的反映(见图3)。3)钟形反射异常图像：

7、反射图像形如现场实测雷达波速在衬砌中的走行速度是重要的数据参数。单拱，与正常反射区相比，该类异常以负峰为主，多次波衰减慢，该简单实用标定波速的方法是：在隧道衬砌上作雷达短测线测取衬收稿日期：2010—06—22作者简介：陈红伟(1976．)，男，工程师，青海省公路科研勘测设计院，青海西宁810001岳学峰(1972．)，男，助理工程师，东营市建筑工程质量监督站，山东东营257091第36卷第29期山西建筑VoI．36No．29·336·20l0年10月SHANXIARCHITECTURJOct．2010·机械与设备·文章编号：1009—6825(2010

8、}29．0336—02某电厂汽轮机本体安装中关键问题及解决方法王小芳摘要：介绍了