1地質雷達法檢測原理

地質雷達檢測隧道襯（chèn）砌質（zhì）量是基於襯砌混凝土與鋼拱架、鋼筋、襯砌背後超挖回（huí）填空隙、空洞等以及密實的混凝土與襯砌背（bèi）後圍岩的電性差異來實現的。將地質雷（léi）達的發射天線和（hé）接收天線密貼（tiē）於襯砌表麵，雷達（dá）波通過天線向下傳播，當經過這些界（jiè）麵時都會發生不同程（chéng）度的反射、折（shé）射和散射（shè），並（bìng）產生不同程度的能量吸收和衰減，集中反映在波（bō）形和（hé）波阻特征變（biàn）化上。分析研究反射波的特征差異來判斷襯（chèn）砌背後空隙、空洞、鋼筋等的形態，就（jiù）可以（yǐ）揭示襯砌結構特征及病（bìng）害缺陷，並（bìng）計算其埋藏深度及確定其位置。地質雷達的探測效果主要取決（jué）於不同介質分界麵的電性差異的大小，即介質層間介電常數差（chà）異越大，則探測效果越好，介質異常在雷達剖麵上反映也（yě）就越明顯，從而（ér）易於識別。

2工程概況

依托工程的隧道最大埋深（shēn）約33m，內軌頂（dǐng）麵以上淨空麵（miàn）積為92m2，曲線地段不考慮加寬，全（quán）隧線間距4.6m。隧道進口裏程為（wéi）GDK208+168，出口裏程為GDK208+345，全長177m。隧道內（nèi）縱坡為單麵坡，坡度為－12.4‰。隧道（dào）進（jìn）口GDK208+168—GDK208+189.05段位於Ｒ=20000m的豎曲線上。全（quán）隧道暗挖段均為Ⅴ級圍岩，長106m，采用三台階臨時仰（yǎng）拱法及CＲD法施工和複合式襯砌（qì）。進口洞門（mén）長27m，明洞長10m;出口明（míng）洞長5m，洞門長10m。洞門及明洞采用明挖和複合式襯砌。地質雷達無（wú）損檢測的主要內容有隧道的仰（yǎng）拱（gǒng）、襯砌的厚度、背後回填密實情況及鋼架、鋼筋的分布（bù）情況。本次共完成隧道雷（léi）達（dá）檢測1140測線米，代表（biǎo）140成洞米。

3隧道襯砌現場檢測

3．1檢測儀器

目前，美國GSSI公司（sī）生（shēng）產的SIＲ－3000型便攜式探地雷達［3］應用（yòng）範圍較廣，可以應用於高速公路快速檢測、鋼筋、混凝（níng）土缺陷（xiàn）檢測、深層地質水文探測、市政管線（xiàn）及地下空洞（dòng）調查及隧道襯砌及超前預報探測等。檢測儀（yí）器（qì）即采用SIＲ－3000型便攜式探地雷達。

3．2測線布置

根據《鐵路（lù）隧道襯（chèn）砌質量無損檢測規程》規定，結（jié）合現場實際作業條件，本次檢測沿隧道（dào）縱向連續（xù）檢（jiǎn）測，共布設3條（tiáo）測線:隧道左右底（dǐ）板、右（yòu）邊牆各1條。

3．3現場檢測步驟

(1)天線的選擇:針對本次隧道襯砌檢測的具體情況，從分辨率、穿透力等方麵綜合衡量，確定使（shǐ）用（yòng）400MHz天線（xiàn）。(2)對現場（chǎng）襯砌（qì）混凝土的（de）介電參數(或電磁波速)進行標（biāo）定，並確定時間窗、掃描樣點數等采集參數。(3)天線緊貼襯砌表麵，並沿測線連續滑動。(4)檢測天線（xiàn）滑（huá）行應移（yí）動平穩，速度均勻，移（yí）動速度控（kòng）製在3～5km/h之間。(5)每隔10m打一個標記，每50m打雙標。(6)隨時記（jì）錄可能對檢測產（chǎn）生電磁影響（xiǎng）的物體(滲水、電纜（lǎn）、鐵架等)及其位置。

4數據處理分析與解釋

4．1數據處（chù）理流程
采用ＲANDAN專（zhuān）用數據處理（lǐ）軟件對（duì）所探（tàn）測的雷達數據進行處（chù）理。

4．2數據（jù）分析與解釋

(1)襯砌背後空洞（dòng）及密實度的主要判（pàn）定（dìng）依據［4］。①密實度:反射波信號幅度較弱，甚至沒有界麵（miàn）反射信號;襯砌界麵的強反（fǎn）射信號同相（xiàng）軸呈繞射（shè）弧形，且（qiě）不連續，較分散。②脫空(空洞):襯砌界麵反射信號強，三振相明顯，在其下部仍有（yǒu）強反射界麵信號，兩組信號時程差較大。(2)襯砌內部（bù）鋼筋、鋼（gāng）架數量及（jí）分布判據:①鋼筋:連續的（de）小雙曲線（xiàn）形強反射信號。②鋼（gāng）架:分散的月牙形強反射信號。

5缺陷等級評定與檢測結果

5．1缺陷等級

根據《鐵路運營隧道襯砌安全等級評定暫行規定》鐵運函［2004］174號文評定依據:(1)隧道襯砌存在缺（quē）陷及病害時，為了病害整治與（yǔ）工程（chéng）質量評定的需要，可按隧道襯砌缺陷與病害項目以及嚴（yán）重程度劃分為輕微(1級)、較嚴（yán）重(2級)、嚴（yán）重(3級)、極嚴重(4級)四個等級。(2)隧道襯砌厚度及混凝土強（qiáng）度缺陷的量化指標［5］，應（yīng）符合表2規定。表2中:q—設計襯（chèn）砌混凝土強度;q1—檢測斷麵襯砌混凝土測點平（píng）均強度;h—設計襯砌厚度;h1—檢測襯砌（qì）厚（hòu）度，當（dāng）襯砌混（hún）凝土存在內部缺陷時，檢（jiǎn）測襯砌厚度（dù）換算為有效襯砌厚度，即將檢測襯砌厚度減去內部缺陷削（xuē）弱的部分厚度;Lc—檢測襯砌厚度不（bú）足地段的測線連續長度;Lq—檢測襯砌混凝土強度不（bú）足地段的連續長（zhǎng）度。檢測襯砌厚度當相鄰測線三條及以上均連續不足時，其缺陷（xiàn）等級應提高等一級。檢測斷麵襯砌混凝土的最低強度當低於平（píng）均值的0.85時（shí），其缺陷等級應提高一級。(3)隧（suì）道襯（chèn）砌（qì）背後有空（kōng）洞或回填不密實、基底不密實的量化指標應（yīng）符合表3規定。表3中:KLc—襯砌背後回填有空洞地段測線連續長度;SLc—襯砌（qì）背後回填不密實地段的測線連續長度;DLc—基底不密實地段的測線連續長度。

5．2檢測結果

隧（suì）道的雷達掃描圖像對照襯砌設計參數表，經數據分析，該隧道共完成雷達檢測1140測線米（mǐ），代表140成洞米。其（qí）中有7處存在不密實、空洞現象，襯砌厚度符合設計要求，9處鋼筋（jīn）數量不足。

6結語

通過對地質雷達無損檢測法檢測（cè）原理出發，結合某鐵路隧道闡述（shù）了地質雷達（dá）技術（shù）在隧道仰拱、襯砌檢（jiǎn）測中的（de）具體應用（yòng），為嚴格控製隧道施工的質量，及早發現隧道隱蔽工（gōng）程的病害，並采取加固措施消除（chú）隱患提供了依據。在具體進行地質雷（léi）達檢測時，要結合具體的工程（chéng）實例分析，以便得到更（gèng）加科學的檢測結果。