探地雷达在隧道衬砌缺陷及注浆处理效果检测中的应用

１．３参数选择 ＲＩＳ—ｋ２探地雷达系统所采用天线的中心频率 为９００ ＭＨｚ，采集系统为Ｗｉｎｄｏｗｓ界面操作。根 据本次比较测试所选择的测试对象二次衬砌设计厚 度以及现场测试条件，选用测试参数如下：扫描速率 ６４￥ｃａｎｓ／￥，Ａ／Ｄ转换１６ ｂｉｔ，采样间隔１ ｃｍ，采样 点５１２，时窗６０ ａｓ，最大有效探测深度可达１．５
波，根据电磁波的传播特性，当其遇到电性不同的分 界面，即构造物之间的分界面或其中的空洞时，就会 产生反射，而且反射波的路径、电磁场强度及波形将 随所通过介质的介电特性及几何形态而变化，这些 反射波的变化都被接收天线所接收。然后通过Ａ／Ｄ 转换卡将脉冲电磁波信号转换成数字信号，并传送 给雷达主机，由电脑采集软件将数据保存至硬盘。 最后通过数据处理软件对反射回波进行后处理得到 形象的连续的雷达灰度剖面图，根据同相轴或等灰 线、等色线等雷达图像，可判断反射界面的位置或结 构物厚度以及埋设物或空洞的位置。探地雷达检测 的基本原理见图１。 １．２现场检测方法 现场检测时，由站在车载平台上的工人手持天 线，并让天线贴于衬砌表面，汽车沿隧道走向匀速直 线行驶，速度控制在３＂－－４ ｋｍ／ｈ，尽量确保手持天线 的工人能让天线始终贴在衬砌上。测线的选择：沿 隧道走向布设３条纵向检测剖面，分别沿拱顶及两
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探地雷达在隧道衬砌缺陷及注浆处理效果 检测中的应用
罗
琪
（广东省交通工程质量监督站，广东广州５１０４２０）
摘要：介绍了探地雷达的基本原理和在公路隧道衬砌质量检测中的应用，利用探地雷达对 经过注浆处理的隧道二次衬砌缺陷部位进行了复测比较，并根据探地雷达的检测结果对注浆处理 技术提出了改进建议。 关键词：隧道；探地雷达；村砌；注浆处理；工程检测 中图分类号：Ｕ４５６．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７ｌ一２６６８（２００９ Ｊ０３一０１９２一０３
３
参考文献：
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结
语
在石怀线ＺＨ一２标段４５座渗水隧道整治施工 中，拱部大面积渗水区采用注浆加固方法。能有效止 漏，基本形成拱部不滴水的情况；施工缝、裂缝及单 个漏水点采用堵引结合方法，也取得了良好效果。 针对不同的渗漏类别，采用上述相应的施工技术，对 运营隧道渗漏现象起到了较好的控制作用。
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总第１３２期
隰７注浆处理后对戚霄达灰度图
压力不大予０．８ ＭＰａ。当有浆液从中闻注浆孔中流 出辩，接着从巾闯注浆孔疆注水泥浆，工作莲力保持
０．８
ｅｍ的位置有长度为８ ｍ的连续脱空缺陷。对该缺 陷位置进行注浆处理，注浆压力控制为０．８ ＭＰａ，注 浆数量为１．５４ ｍ３，水泥用量４．０ ｔ。从图７可见，经 对缺陷位置进行注浆处理后，树砌痰部脱空情况有 明显改善，但是与周阑介质仍存在一定程度的差别， 尚不能达到完全密实。 ３．３醚遵左漏Ｋ４４＋０４７～０５０揆顶测线雷达灰度 图对比（见图８～９）
ｍ。
２探地雷达在隧道二次衬砌脱空检测中的
应用 目前隧道主要采用模筑泵送砼工艺进行二次衬 砌施工，若施工方法不当容易在拱顶施工接缝处出 现三角形空洞。在隧道的拱顶和拱腰部位，由于砼 重力作用，容易在衬砌和围岩之间或初期衬砌和二 次衬砌之间产生空隙。如果大面积的空隙存在，将 形成脱空现象。以上缺陷在雷达图像上均表现为长 度连续、不规则的强烈反射信号区域（见图３）。
汽运，２００８（４）．
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收稿鼹期：２００９－－０１—１７
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鋈８洼浆处理兹霰这灰瘦銎
参考文献：
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网９注浆处理后对应需达灰度圈
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描方向
数据采集 雷达可测量信号到达日标 的传输时间．利用估算的传 播速率计算出目标的距离
两圈
双曲线 雷达图
Ｄｅｌａｙ
当满足下面条件时．隐蔽物可由雷 达探出：在天线信号范围之内；信 噪比适当
Ｉｎｓｌ
７．６９ １５．３８
图１探地雷达基本原理示意图
．ｒｌ
图２
Ｌ
；
ｌ≮
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左拱腰珙顶右拱腰
由图４可以看出，该里程桩号处在深度约５０
雷达检测测线布置示意图
ｃｍ的位置有长度为７ ｍ的连续脱空缺陷。对该缺 陷位置进行注浆处理，注浆压力控制为０．８ ＭＰａ，注 浆数量为１．７４ ｍ３，水泥用量４．５ ｔ。从图５可见，经 对缺陷位置进行注浆处理后，衬砌内部脱空情况有 明显改善，衬砌砼密实。
在新建公路隧道中，衬砌是隧道的主要承载结 构，也是隧道防水的重要工程。其施工质量对隧道 长期稳定和使用功能的正常发挥具有很大的影响。 目前，隧道衬砌常见的质量问题有衬砌与围岩结合 部的缺陷、局部裂缝、砼强度不够、衬砌厚度不足等。 针对隧道施工中可能出现的质量问题，采用雷达检 测技术，可以对砼衬砌与围岩结合部出现的脱空、回 填欠实、富水区圈定、衬砌厚度７等进行无损检测，及 时发现问题，为采取加固措施、消除隐患提供依据， 起到对隧道施工质量实时监控的作用。随着雷达检 测技术的不断完善，该技术现已成为隧道施工质量 监控不可缺少的重要环节。
侧拱腰布设，拱腰测线与拱顶测线的水平距离为Ｌ， 该距离根据现场测试环境条件决定。测线布置如图 ２所示。
图３衬砌脱空检测雷达灰度图
陷位置桩号、深度范围及缺陷类型提交给施工单位 进行注浆处理。在注浆处理完成后再对该位置进行
，一ｒ—、
一对广梧（广州一梧 州）高速公路石梯迳隧道衬砌雷达检测结果及注浆 处理后对应缺陷位置复测结果进行比较分析，说明 探地雷达对隧道衬砌缺陷处理的指导作用。 ３．１隧道右洞Ｋ４３＋９０３～９１０拱顶测线雷达灰度 图对比（见图４～５）
ＭＰａ，直至出气孔有浆液流出，此段注浆结束。 ３）麓工时应控制好注浆压力，并应采取树砌临
时支护措莼，同时密切观察衬砌交形位移及周围裂 缝的发展情况，确保施工安全。
４
结
论
该隧道衬砌缺陷探地雷达检测结果及注浆处理 效果表明： １）探地雷达的检测由于其对检测对象茏损以 及检测的直观准确，在工程实践中有着广阔的应用 前景，正逐渐成势有效弱快速的隧道检测方法。 ２）通过采用行之有效的注浆技术并加强控制， 可以显著改善隧道衬砌质量问题，达到从源头上消 除震量隐患的弱的。
围６注浆处理前雷达灰度圈
防水层；衬砌背后空洞较大时，可在拱部开６０
６０
ａｍ×
ａｍ的天窗喷砼填充，喷砼采用Ｃ２０砼或１：ｌ水
泥砂浆，直至将拱顶空漏溺填密实，再将天窗瓣瘸徽 膨胀水泥封住。 ２）注浆过程中，根据检测报告，在缺陷位置钻 注浆孔，钻两捺注浆边孔，嚣捧注浆孑乙之闻钻一撵排 气孔。注浆从两个注浆边孔开始压注水泥浆，工作
壶匿８霹以看出，该里程桩号处在深度约４０ ｃｍ的位置有长度为４ ｍ的不密实缺陷。对该缺陷 位置进行注浆处理，波浆压力控制为０．８ ＭＰａ，注浆 数量力２．３２ ｍ３，水泥擐量６．０ ｔ。从图９酉冕，经对 缺陷位置进行注浆处理后，衬砌内部脱象情况有明 驻改善，衬砌砼密实。
［４］
絮胜军．分求界隧道傣蕊段村碗受力分析０３．公路与
图４注浆处理前检测雷达灰度图
０
纛，戮溪 蘸
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３探地雷达指导衬砌脱空注浆处理及效果
根据规范要求，沿隧道走向布设３条纵向检测 剖面，分别沿拱顶及两侧拱腰布设，通过距离传感器 记录下的延米数转换成里程桩号，将检测发现的缺
图ｓ注浆处理后对应雷达灰度图
３．２隧道左洞Ｋ４３＋９８２～９８８拱顶测线雷达灰度 图对比（见图６～７） 由图６可以看出，该里程桩号处在深度约４５
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Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ３．４衬砌脱空注浆处理要点
第３期 ２００９年５月
对于检测巾发现的存在质量缺陷的衬砌位置， 应采霜压注承滋浆或承混砂浆的方箴迸牙处理。穰 据实际施工经验，处理中应当注意以下几个方面； １）衬砌背朦有脱空现象时，应根据衬砌厚度确 定铬魏深度，镭孔纛注浆钢管尽量不要穰环溅有的
１探地雷达检测方法
１．１工作原理 本次检测采用意大利ＲＩＳ—ｋ２型探地雷达，该 系统由计算机、主机、天线和配套软件等组成。探地 雷达探测时，利用发射天线发射高频宽带脉冲电磁
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