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探地雷达检测隧道衬砌质量的应用

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１衬 砌 混 凝 土 中 的 空 洞 反 应 ． 混 凝 土 中 的 空 洞 图 像 呈 典 型 双 曲 线 反 映 ， 度 和相 位 均 有 明 显 变 幅 化 ， 且 从 上 而 下 的 双 曲 线 幅 度 逐 渐 减 弱 。 电磁 波 从 混 凝 土 介 质 到 达 并
其 中的 空 洞 部 分 ， 由于 两 种 介 质 介 电 常 数 突 变 找 出 电磁 波 幅 度 和 相 位 出现 明显 变 化
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科技信息
０建筑 与工程 ０
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ ＮＯ Ｏ Ｆ ＭＡ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｌ ＧＹＩ ＯＲ ＴＯＮ Ｎ
２０ ０ ８年
第１ ４期
探地雷达检测隧道衬砌质量的应用
（ 登封 市建 设局
【 摘
申淑 娜 河 南 登封
４ ２７ ） ５ ４ ０
、
Ｖ ￡＋ ￡ ｌＶ ２
、￡ ／
发射天线 （ ） Ｔ
接收天线 （ ） Ｒ
砌 质 量 不 能 全 部 满 足 上 述 合格 标 准 。 缺 陷 种 类 多 种 多 样 。 此 产 生 的 由 雷达图像也是千差万别。下面结合雷达图像特征 ， 从初期支护 、 二衬 、 灾 害 地 质 的 几 个 方 面 。 分析 造 成 质 量 缺 陷 的 原 因 ， 对 缺 陷 雷达 图 像 并 的 特 征 进 行 说 明
中传 播 时 。 路 径 、 磁 场 强 度 和 波 形 将 随 所 通 过 介 质 的 电性 差 异 及 其 电 集 合形 态 而变 化 。 各 个 不 同深 度 返 回 的反 射 波 与 直 达 波 被 接 收 天 线 从 所 接 收 。 过 接 收 机 放 大 、 波 等 处 理 并 经 采 样 器 数 字 化 后 输 人 微 机 经 滤 进 行处 理 。 反 射 波 往 返 路 程 时 间 之 半 再 兼 以相 应介 质 的 电 磁 波 传 播 取 速 度便 得 出 目标 距 离 ， 通 过 综 合 分 析 判 断 目标 性 质 。 探 地 雷 达 已 广 再 泛 用 于 工 程 的无 损 检 测 中 ， 隧 道 工 程 中一 般 用 于检 测 初 衬 和 二 衬 混 对 凝 土 厚 度 、 隙及 空洞 缺 陷 、 筋 及 钢 骨 架 的 分 布 等 。 空 钢
２探 地 雷 达 检 测原 理 ．
８其 它不 良地 质 情 况 。 ． 本 文 主要 就 是 对 其 衬 砌 施 工 进 行 检 测 。
３３典 型 图像 分 析 ＿ 由于 隧Байду номын сангаас道 施 工 本 身 的 特 点 ， 道 的 二 衬 和 初 衬 之 间 、 衬 于 围 岩 隧 初 从 地 质雷 达 检 测 评 价 的角 度 来 看 ， 道质 量 合 格 的 标 准 包 括 开 挖 隧 间 。 果 施 工 控 制 不 当 ， 易 出 现 空 隙 、 凝 土 不 密 实 等 问题 ， 对 于 如 容 混 相 初 围 初 二 探 地 雷 达 所 用 的 高频 电磁 脉 冲 而言 ． 常 工程 勘 探 和 检 测 中 所 遇 到 的 断 面 达 到 要 求 ， 期 支 护 数 量 达 到标 准 设 计 ， 岩 、 期 混 凝 土 衬 通
由于混凝土特征 介 质 都 是 以位 移 电 流 为 主 的低 损 耗 介 质 。在 这类 介 质 中 。 射 系 数 和 混 凝土间紧密结 合等几项 内容 。如果到达 上述标 准 ， 反 ｒ ＝Ｉ 、 ｒ Ｉ ＝ 和 围 岩 的 电 性 相 似 ， 电常 数 相 近 ， 达 图像 是 难 以分 辨 出 衬 砌 界 面 介 雷 波速主要取决于介电常数。 单 ｖ— ＝ 的 ， 也 是 隧 道边 墙 资料 分 析 困难 的原 因 。 际 情 况 是 。 部 分 隧道 衬 这 实 大
１前 言 ．
隐 患 或 危 险 情 况 ， 而 实 际 工程 情 况 ， 从 对应 相 应 的 技 术 标 准 ， 到 有 针 做
探 地 雷 达 是 采 用 高 频 — — 超 高 频 电 磁 波 检 测 地 下 介 质 的 地 质 特 对 性 的 评 价 施 工 。 隧 道 衬 砌 施 工 中 检 测 内 容 主要 有 ： 征。 对不 同 岩 性 分 布 和对 不 可 见 目标 或 地 下 界 面 进 行 扫 描 ， 确 定 其 以 １初 衬 施 工 厚 度 ： ． 内 部结 构 形 态 或 位 置 的 电磁 波 技 术 。 探 测 原 理 是 高 频 电磁 波 在 介 质 其
图 １ 探 地 雷 达 探 测 隧 道 时 的 工 作 原理
式 中 ：Ｙ” “ 为反 射 系 数 ，ｖ 为 速 度 ，￡ 为 相 对 介 电 常 数 ，ｃ 为 光 “” “” “” 速 ， 角标 “ 、 ” 下 ｌ２ 分别 表 示 上 、 介 质 。 电磁 波 由 空气 进 人二 衬 的混 凝 下
要】 探地 雷达无损检测 方法 正在被越 来越 多的运用 于工程检测领域 ， 本文采用探 地雷达对洛南高速上 台隧道 的初衬及二衬施 工质量
进 行 了检 测 ， 立 了隧 道施 工 质量 检 测 的典 型 雷达 图像 ， 有 一 定 的 工程 检 测 参 考 意 义 。 建 具
【 关键词】 地雷达； 探 隧道衬砌 ； 测； 型图像 检 典
２超 挖 和 欠 挖 程 度 ： ． ３施 工 中是 否 存 在 空 洞 ： ４施 工 中对 大 型 空 洞 的 处 理 措 施 ； ． ５钢 筋 布 置 ： ． ６二 衬 厚 度 及 质 量 ： ． ７其 他 设 施 （ 隔 水 层 、 道 等 ） 置 情 况 ： ． 如 管 布
土 层 ， 出 现 强 反 射 （ 应 地 面 ， 且 由 于 空 气 中 电 磁 波 传 播 速 度 较 会 对 并 快 ， 时 的 地 面 对 应 的 是 负 相位 ） 同样 ， 电磁 波 由 二 衬 传 播 至 初 衬 ， 这 ； 当

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地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用


根据需要检测的 目标体混凝土厚度及检测要求选 择合适频率 的天线 。频率 高的天线发射雷达 波主频 高、 分辨率高 ， 精度较高 ， 能量衰减较快 ， 探测 深度较 浅； 频率低的天线发射雷达波主频低 、 分辨率低 ， 精度 较低 ， 能量衰减较慢 ， 探测深 度较深 。以铁路 隧道 为 例： 一般初支检测选择天线频率 ８ ０ ０ ～１ Ｏ Ｏ ０ ＭＨｚ ， 二 衬
３ 检测 准备 ３ ． １ 仪器 天线 的选择
波。电磁波在介质 中传播时 ， 其路径 、 电磁场强度与波
形将随所通过介质的电性 （ 如介电常数 ￡ ） 以及 目标体 几何形态的不同而发生变化 ， 根据接收到的回波信息 ， 可探测地下地层结构特征和埋藏 的目标体。地质雷达
的工 作原 理如 图 １ 所示。
图 ２ 脱 空地 质 雷 达 实 测 图
０ 一 一
２ 爪 陔隧道
程乃Ｉ ） Ｋ１ ４ ７ ＋ ７ （ ） ～一 ｅ ７ ５ ４ ． ５ 拱
ｆ 变化 ，
图 ５ 隧 底地 质 雷 达 实 测 图
顶 处 测 波 肜 …现 Ｊ 叫皿 的波 肜 卡 门 ｆ 及
强 负十 Ｊ ｊ 』 射信 ， ０ 定 陔处 为脱 。 从波形 Ｊ 分析脱 ０
２ ０ １ ７ 年第 １ 期
西部探矿工程
１ ８ ３
・
隧 道 与 建 设 工程 ・
地质 雷达在铁路 隧道 衬砌质 量检 测 中的应 用
谢 迎 春
（ 福 州铁建 工 程质 量检 测有 限公 司 ， 福建 福 州 ３ ５ ０ ０ １ ４ ）
摘
要： 地质 雷达无 损检 测技 术 广泛 应 用 于铁路 隧道检 测 领域 。结合 在铁 路 工程 中的 几 个 实例 ， 简
浅谈地质雷达在隧道衬砌质量检测中的运用

浅谈地质雷达在隧道衬砌质量检测中的运用

浅谈地质雷达在隧道衬砌质量检测中的运用摘要：近些年来，随着我国的快速发展，我国的交通运输行业也在蒸蒸日上。

我国的隧道的数量和质量与之前相比都有了很大的提高。

在隧道的施工阶段中，对衬砌的质量检测是必不可少的一个重要环节。

在质量检测的阶段中，目前最常用的一种方法就是利用地质雷达。

这是因为地质雷达具有许多的优势，比如高效性，方便快捷性。

地质雷达在近几年的发展中被逐渐的推广，应用范围正在逐渐的扩大，这也是因为它是一种具有先进技术水平的物理探测设备，用来探测不同物质，包括不同媒介中的非金属物质。

其便携、坚固和高分辨率使之在同类检测设备中更能真实的反映地质情况及衬砌质量情况，数据更加可靠。

本文主要介绍了地质雷达的工作原理，地质雷达所具有的优势以及在衬砌质量检测中的应用。

关键词：地质雷达；质量检测；工作原理一、引言近几年，随着我国交通运输事业的逐渐发展，对于隧道的衬砌质量检测要求与之前相比也变得更加的严格。

在对隧道进行建造的环节中，衬砌是必不可少的一个方面。

衬砌的质量直接影响着整个隧道的总工程质量。

这是因为隧道的主要承重结构就是由衬砌所组成。

因此对于衬砌的质量必须加以重视，及时的进行质量检测，以确保隧道的安全性。

在对隧道的衬砌结构进行质量检测的环节中，可以采用的方法有很多种，比如超声波法、回弹法以及垂直反射法等等。

但是，这些方法在近几年并不经常被采用。

这是因为这些方法，效率性不高，并且需要的工作量非常的大，需要耗费大量的人力物力，并且也没有很高的代表性。

地质雷达以它独有的特点在近几年被广泛的应用，具有效率高，分辨率强等优点。

因此本文主要对地质雷达在检测过程中的应用进行了主要研究。

二、地质雷达的工作原理以及应用优势（一）地质雷达的工作原理高频率的电磁波是地质雷达的主要工作原理。

高频率的电磁波在进行工作时，主要是以短脉冲的形式，有时还会以宽频电磁波的形式，经过存在于地表的天线进行发射。

然后电磁波就会以短脉冲或者是宽频电磁波的形式被传送到地下，在地下会受到反射，可能是经过地下深埋的钢筋，也有可能是经过地下的渗漏区，被重新反射到地表，被存在于地表的天线重新接收。

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用探讨

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用探讨

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用探讨在隧道衬砌无损检测中，地质雷达技术相对其他地球物理方法，以其操作简便、高分辨率在近年来的隧道工程质量检测中得到了广泛的应用。

本文介绍了地质雷达检测原理和数据处理方法，并对某隧道混凝土衬砌质量检测，说明了地质雷达对隧道进行无损探测具有较好的工作效果。

标签：地质雷达隧道衬砌检测隧道工程作为道路施工的重点和难点，具有隐蔽工程较多、施工条件较差、质量和安全不易控制的特点，常常由于施工原因造成隧道拱顶开裂、拱顶空洞、衬砌损坏、衬砌厚度薄等病害，给后期的营运带来较大的安全隐患。

由此，采用快速、先进的现场检测、监控措施成为保证隧道施工质量和安全的重要手段，隧道检测、监控也成为隧道施工中的必要环节。

1地质雷达检测原理地质雷达由一体机、天线及相关配件组成。

原理是基于地下介质的电性差异，向地下发射高频电磁波，并接受地下介质反射的电磁波进行处理、分析、解释的一项工程物探技术。

其工作过程是雷达主机通过发射天线（T）在隧道衬砌表面向内部发射频率为数百兆赫兹的电磁波，电磁波反射探测原理见图1。

当电磁波遇到不同媒质（岩土体、溶洞等）的界面时便会发生反射与透射，反射波返回衬砌表面，被接收天线（R）所接收。

此时雷达主机记录下电磁波从发射到接收的时间域脉冲信号双程旅行时间Δt。

因为电磁波在衬砌内的传播速度V 可由已知衬砌厚度点测定出来，所以可由深度D = V·Δt /2 式求出反射面的深度即衬砌厚度。

根据雷达图像上发射波的强弱、频率特征及变化情况，确定衬砌背后是否存在脱空。

并根据反射波组的波形与强度特征，数据处理得到雷达剖面图像，如图2 所示。

2资料处理方法探测的雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录，以波形或灰度显示探测雷达剖面图。

地质雷达探测资料的解释包括两部分内容，一为数据处理，二为图像解释。

数据处理是为了消除随机噪声压制干扰，改善背景；进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波，进行滤波处理除去高频，突出目的体，降低背景噪声和余振影响。

地质雷达在隧道二次衬砌质量检测中的应用

地质雷达在隧道二次衬砌质量检测中的应用

地质雷达在隧道二次衬砌质量检测中的应用发布时间：2023-01-31T06:48:27.939Z 来源：《建筑创作》2022年第16期作者：周帝[导读] 在隧道工程项目建设过程中周帝四川省禾力建设工程检测鉴定咨询有限公司四川德阳 618000摘要：在隧道工程项目建设过程中，隧道的整体建设质量和二次衬砌施工质量有着密切的联系，如果在二次衬砌施工过程中存在衬砌厚度以及质量偏差等问题，则会严重威胁隧道的安全性。

鉴于此，可应用地质雷达检测技术，对二次衬砌质量进行检测。

和其他技术对比，地质雷达检测技术凭借其较高的探测精确度以及应用便捷性等优势可及时发现隧道工程二次衬砌过程中潜在的各类质量问题，有效提升隧道工程的建设质量。

鉴于此，本文首先分析地质雷达检测技术的原理，然后结合具体的工程项目案例，分析隧道二次衬砌质量检测过程中地质雷达技术的实际应用，并以此为基础，提出隧道二次衬砌过程中常见的质量问题，据此给出对应的整改措施，期望对提升隧道工程建设质量有所帮助。

关键词：地质雷达；隧道工程；二次衬砌；质量分析1引言随着我国交通事业的进步和发展也加剧了隧道建设问题。

结合多数案例，可知在隧道工程建设中隧道二次衬砌质量众多，严重威胁了隧道工程项目的整体运行质量以及安全性。

鉴于此，为进一步提升隧道工程施工质量，一定要充分做好二次衬砌问题的检测工作，及时发现潜藏的工程质量问题，最大限度减少对隧道运行安全性产生的影响。

现阶段，随着我国检测技术的不断成熟，可将地质雷达检测技术应用于隧道二次衬砌施工中，应用该技术进行检测可更加直观地显示隧道二次衬砌质量。

2.地质雷达检测原理分析地质雷达检测技术可持续高质量检测，地质雷达检测技术的核心原理是利用电磁波对隧道二次衬砌的实际情况以及具体参数进行收集，然后以图像输出的模式反馈衬砌质量。

和其他检测技术对比，地质雷达检测技术成像分辨率高，可更好地为施工作业人员提供隧道内部的整体质量情况。

考虑到电磁波传导的过程中，其传递质量会受到几何形形态与电性质的影响，从而导致其波形以及传播路径发生波动。