某隧道地质雷达检测演示文稿

地质雷达无损检测方案（隧道） 1检测目的：检测隧道衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢 筋等分布，评价隧道衬砌施工质量。

2检测仪器：隧道衬砌质量检测用美国SIR-4000型地质雷达系统（见下图）， 其特点与路基挡墙检测雷达相同。

2.1地质雷达主机技术指标应符合下列要求:系统增益不低于150dB;信噪比不低于60dB ；模/转换不低于16位；信号叠加次数可选择；采样间隔一般不大于0. 5ns ；SIR-4000便携式高性能I S 地质透视仪I美国SIR-20型地质雷达系统实时滤波功能可选择；具有点测与连续测量功能；具有手动或自动位置标记功能；具有现场数据处理功能。

2. 2地质雷达天线可采用不同频率天线组合，技术指标应符合下列要求：具有屏蔽功能；最大探测深度应大于2m；垂直分辨率应高于2cm o3检测方法及原理：地质雷达是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。

其工作原理为：高频电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射，经目标体反射或透射，被接受天线所接收。

高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性质及集合形态而变化，由此通过对时域波形的采集、处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。

地质雷达具有高分辨率、无损性、高效率、抗干扰能力强等特点。

现场检测时地质雷达的发射天线和接收天线密贴于待检表面，雷达波通过天线进入混凝土以及相应介质中，遇到钢筋、钢质拱架、材质有差别的混凝土、混凝土中间的不连续面、混凝土与空气分界面、混凝土与岩石分界面等产生反射，接收天线收到反射波，测出反射波的入射、反射双向走时，就可以算出反射波走过的路程长度，从而求出天线距反射面的距离D。

D= V ×∆t∕2式中：D——天线到反射面的距离；V一一雷达波的行走速度；∆t一一雷达波从发射至接收到反射波的走时，用ns计。

管线探测一、金属管线探测实例使用400MHz 天线在杭州凯旋路的马路边缘处探测金属自来水管，探测方向垂直于马路。

图1－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示自来水管的位置，管线顶部的埋深为1.1米。

经过实际开挖验证，该结果和实际情况吻合。

图1－1 金属自来水管探测雷达图二、PVC管线探测实例使用200MHz天线在深圳福滨小区测量PVC自来水管道。

图2－1为实测得到的雷达图，图中红色框表示PVC自来水管的位置，管线顶部的埋深约为0.75米。

图2－1 PVC自来水管探测雷达图使用MF天线阵雷达系统在北京百万庄大街探测一处PVC材料煤气管线，图2－2为实测得到的雷达图，其中，左部的红色圆圈标记出的是一污水管，中部的红色圆圈标记出的是一自来水管，右部的红色圆圈为PVC材料的煤气管，抛物线波形的两叶较短，但由于PVC管内是气体，因此反射较强烈，抛物线波形的黑白相间比较明显。

图2－2 PVC煤气管探测雷达图三、水泥管线探测实例使用80MHz天线在首钢检测水泥管。

图3－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示水泥管的位置，水泥管管顶深度为3.4米，外径600mm，位置如雷达图所示。

图3－1 水泥管探测雷达图四、电缆探测实例使用200MHz天线在深圳福滨小区探测电缆。

图4－1为实测得到的雷达图，图中电缆及金属管的反映均很明显。

图4－1 电缆探测雷达图五、铸铁管线探测实例使用200MHz 天线在北京污水处理厂门外的人行道上进行探测，目的是找出一根铸铁自来水管。

图5－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示铸铁管的位置，铸铁管的反映非常明显，深度在1.5米。

图5－1 铸铁管探测雷达图六、深部管线探测实例使用40MHz半屏蔽天线在北京花园桥东侧马路边探测热力涵洞。

图6－1为实测得到的雷达图，红色方框表示热力涵洞的位置，从图中可以清晰的看到热力涵洞在120纳秒处的反映。

图6－1 热力涵洞探测雷达图七、地下复杂管线探测实例探测情况：以下是使用MF天线阵雷达系统在北京市委党校院内进行管线探测的例子，该区域内管线纵横交错，且管线之间相距很近，探测难度很大。

隧道⼯程衬砌地质雷达⽆损检测技术隧道衬砌质量地质雷达⽆损检测技术1 前⾔1.1⼯艺概况铁路隧道衬砌是隐蔽⼯程，⽤传统的⽬测或钻孔对其质量进⾏检测有较⼤的局限性；应⽤物理勘探的⽅法对隧道衬砌混凝⼟进⾏⽆损检测，可取得快速、安全、可靠的效果。

1.2⼯艺原理电磁反射波法（地质雷达）由主机、天线和配套软件等⼏部分组成。

根据电磁波在有耗介质中的传播特性，当发射天线向被测介质发射⾼频脉冲电磁波时，电磁波遇到不均匀体(接⼝)时会反射⼀部分电磁波，其反射系数主要取决于被测介质的介电常数，雷达主机通过对此部分的反射波进⾏适时接收和处理，达到探测识别⽬标物体的⽬的(图1)。

图1 地质雷达基本原理⽰意图电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT，即可据下式算出异常介质的埋藏深度H：H V T=??2 (1)式中，V 是电磁波在介质中的传播速度，其⼤⼩由下式表⽰：V C =ε (2)式中，C 是电磁波在⼤⽓中的传播速度，约为3.0×108m/s ；ε为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同。

雷达波反射信号的振幅与反射系统成正⽐，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数可表⽰为：2121εεεε+-=r (3)反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越⼤，反射信号越强。

雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。

电导率越⾼，穿透深度越⼩；频率越⾼，穿透深度越⼩。

2 ⼯艺特点电磁反射波法（地质雷达）能够预测隧道施⼯中衬砌的各种质量问题，分辨率⾼，精度⾼，探测深度⼀般在0.5m ～2.0m 左右。

利⽤⾼频电磁脉冲波的反射，中⼼⼯作频率400MHz/900 MHz/1500 MHz ；采⽤宽带短脉冲和⾼采样率，分辨率较⾼；采⽤可调程序⾼次迭加和多波处理等信号恢复技术，⼤⼤改善了信噪⽐和图像显⽰性能。

（1）操作简单，对⼯作环境要求不⾼；（2）对衬砌隐蔽⼯程质量问题性质判断⼀般精度较⾼，分辨率可达到2～5cm ，检测的深度、结构尺⼨以及⾥程偏差或误差⼩于10%，缺陷类型识别准确度达95%以上；（3）通过专业的RADAN 6.0分析软件，专业的技术⼈员可以迅速的完成数据处理等。

隧道工程地质雷达检测分析1、工程概况XX山二号隧道为长隧道，按左、右线分离布设。

左线隧道起讫里程ZK19+57仁ZK21+091长1520m,揭阳端洞口采用削竹式，洞口设计标高30.353m,惠来端洞门采用削竹式，洞口设计标高17.398m,坡高0.5%〜-1.317%，隧道最大埋深约209m右线隧道起讫里程ZK19+59〜ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式，洞口设计标高30.493m,惠来端洞门采用削竹式，洞口设计标高17.490m,坡度0.5%〜-1.321%，隧道最大埋深约212m隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭, 山体植被较发育, 山体发育花岗岩孤石, 大小不一。

隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉, 覆盖层由粘土、全〜强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。

隧址区地下水类型主要为潜水,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中〜微风化岩的风化裂隙。

2、地质雷达的发展及其应用随着社会的高速发展, 有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用, 重要的方法有弹性波法及其电磁波法。

在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达, 隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测；并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测, 因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。

公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多，而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。

虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察，但是在隧道实际的开挖施工当中，还会有非常多的问题发生的。

从这些方面就可以很好地说明，在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况，并且做出及时地超前预报。

当隧道发生一些事故或者竣工以后，应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性，不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量，需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测，例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。