隧道二衬质量检测中的地质雷达探测参数优化.pdf

总第!!% 期 + + + + + + + + 西部探矿工程 6A=A6 GO9 !!% + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ’ 年第! 期 CD?@ 7 8EFGH DIJKLMH@FLG DGNFGDDMFGN B59 ’ ################################################## 文章编号：!#—$% ! （’ ） !— !(—) 中图分类号：*#$+ 文献标识码：, 隧道二衬质量检测中的地质雷达探测参数优化 李+ 华，夏才初 （同济大学地下建筑与工程系，上海’(’ ） 摘 要：介绍了利用地质雷达进行公路隧道二衬质量检测的原理及方法，主要研究了二衬质量检测时地质雷达探测参 数的设置对检测结果的影响，通过试验得出了在进行隧道二衬质量检测时地质雷达参数的优化设置。在按照上述优化 参数并考虑误差的情况下，地质雷达检测所得结论与工程实际符合较好。 关键词：公路隧道；二衬检测；地质雷达；参数优化 + + 早在’ 世纪世纪- 年代中期，公路隧道衬砌质量检测就已 别哪一个波反映什么是困难的，但多个测点资料汇成的时间剖 经引起人们的重视。近几年来，由于高速公路、高等级公路的大 面，各测点接收到的同一反射面的反射波汇成时间剖面图像，就 量兴建，采用探地雷达作为主要检测手段的应用实例越来越多， 能直观地反映出各种不同的反射面。 这是由于和其他检测方法相比，作为沿探测测线扫描的地质雷 实际测量时，将地质雷达的天线紧贴于二衬表面，电磁波通过 达工作效率很高，在隧道二衬质量检测这样大工作量的情况下， 发射天线进入二衬中，遇到钢筋、二衬中的空洞、二衬与初衬的分 普通方法难以胜任，同时，作为一种高效的无损检测方法，其完成 界面等产生反射，再经由接收天线接收，测出反射波的双程走时， 同等检测工作量的费用相对于其它可大大降低。作者在近一年 就可计算出反射波走过的路程，从而求出天线距反射面的距离0 。 的时间中，使用地质雷达检测过 条隧道，测线总长度约)./ 。 0 1 2 · 34 ’ ! 隧道二衬质量检测主要包括： 二衬厚度； 二衬背后的空 式中：0———天线到反射面的距离，/ ； ! 洞； 二衬中的钢筋； 衬砌混凝土强度。主要使用地质雷达技 + + 3———电磁波从发射至接收到的双程走时，56 ，!56 1 ! 7 ( 6 ； # $ % 术，因此只做前三项的探讨。 2———电磁波在介质中的传播速度，/4 56 。 ! 地质雷达隧道衬砌检测的原理 可以用几何光学的概念来看待直线传播的雷达波的透射和 地质雷达的基本原理是基于高频电磁波理论，工作方式是 反射： 宽频带、短脉冲的电磁波，由地面通过发射天线将其送入地下，经 2 1 8 4 !4 ’ 地下地层或目的体（借助于钢筋、空洞、渗漏区等与周围介质的 式中：8 ———电磁波在真空中的传播速度，取 9 )/4 56 ； 电磁特性差异）反射而返回地面，被接收天线所接收，通过分析 ———介电常数，由电磁波所通过的物质决定，即物体中的 电磁波的时频、振幅特征，可以判断目标体的形态和性质，从而达