地质雷达在运营隧道无损检测中的应用研究

解振兴

摘要：地质雷达是一种高效探测技术，可对地下物体开展有效探测，广泛应用在矿产勘探、考古、公路隧道工程检测中，包括其他各种需要开展地下检测或勘探的项目。本文主要介绍运营隧道中地质雷达无损检测的应用，不仅可有效检测隧道病害情况，还能及时发现各种影响隧道使用性能、功能的状况，便于及时开展各种修补工作，降低交通事故发生率，保障人们行车、运输安全。笔者主要针对地质雷达技术在隧道无损检测中的应用方式、方法进行阐述，具体内容如下。

关键词：地质雷达；运营隧道；无损检测；应用原理；应用重点及要点

前言

经济发展带动交通运输业的发展，特别是我国的公路建设里程，近年来呈现出快速发展之势，成为保障山区经济发展的重要条件，更为人们出行提供有效保障。基于此，隧道建设也已经成为公路建设的重要部分之一。随着隧道数量的不断提升，由于其建设位置、建造工艺及各种客观条件的影响，不少隧道工程病害、损害情况日益严重，直接影响出行安全，甚至造成交通安全事故，给人民带来人身财产等各种影响。因此，及时开展隧道病害、损害检测，发现各种潜在危险及影响，通过科学方式进行修补，提升或保持隧道工程原有作用及功能，是非常重要且必要的。常见检测方法以人工为主，除需要投入大量时间、人员外，也会因为人为检测出现误差，甚至漏查情况。地质雷达技术的应用，从根本上改善这些检测缺点，已成为当前隧道检测的重要应用方式。

1地质雷达探测原理

地质雷达属于无损检测方式，无论是何种结构或产品，能够应用其调查内部、低下的各种问题。其探测原理也相对简易，通过发射高频电磁波并进行信号回收，发现电磁波各种反射、透射和折射的情况，利用信号分析，将这些路径进行直观展示后，就能找到相应的内部问题或物质间差异，从而发现问题所在。这个过程中，需要配合专业记录、剖析、处置等多个信号波反馈技术、设备，最终获取全断面扫描图，为检测提供准确依据。

2地质雷达在营运隧道无损检测中的应用

2.1二次衬砌混凝土厚度检测运用关键点

隧道检测中，应用地质雷达检测二次衬砌混凝土厚度，可以得到非常准确的数值，便于对相关区域或位置进行病害分析及损害分析。这个过程中，需要利用优秀的技术控制检测内容，及时采集、记录各种数据，按照标准流程规定，可实现二次衬砌混凝土厚度的科学检测，并对目标厚度进行分析。首先，基于岩层与一二次衬砌结构的物理性质不同，造价成本不同，内部介电常数也并不形同，因此，高频电磁脉冲反射波振幅会呈现快速变化，频率幅度降低，但经过电磁脉冲类型过渡后，可以利用统计的反射相关参数，结合计算公式，计算得到隧道结构层厚度数据，看是否达标或符合要求。其次，利用电磁脉冲混凝土，可以预测分析混凝土厚度情况。根据隧道内部电磁螨虫反射频率数据，结合发射距离等计算混凝土结构厚度，就能够及时确定施工质量，并对出现变动的位置进行有效检查和预测，降低不良事件发生率。再次，利用地质雷达发现一二次模筑衬砌的缝隙，可以直观返现模筑衬砌厚度数据；当衬砌混凝土与喷射混凝土之间的黏合程度特别好时，电磁脉冲传播时能在两个结构分界面内不出现反射，在图像中各界面不会发生不清晰问题。

2.2仪器设备和检测过程

常见用于隧道检测的地质雷达多以进口产品为主，会根据隧道环境进行不同选择，以EKKO系列产品仪器设备或美国SIR系列产品仪器设备为主，根据具体使用情况选择型号、规格即可。根据检查目的及要求，主要通过三个内容方面的检查，来发现最后结果，这三个内容分别为隧道衬砌层薄厚检查、衬砌层与周边岩层相对密度检查、不同岩体电性检查。依据原有正常参数及检测记录参数等进行计算或分析对比，找到存在的问题及位置，进而完成检测。另外，基于地质雷达发射的高频脉冲电波散播过程中出现的各种反射、透射情况，了解典型差异即可发现岩体差异，进而可对相应的岩体进行分析；而接收到的信号波通过技术转化展现出数字信息，最终成为波形图，根据波形图的对应参数及波长、振幅、波形等，就可以发现空间坐标、结构分布、岩层差异等多个问题及答案。

2.3地质雷达实体检测

首先，将地质雷达检测仪贴近衬砌面，保持横向滚动，记录天线通行路径；且保持探测速度为2km/h，雷达主机快速发送雷达脉冲，完成迅速持续收集。其次，确保隧道里程数与雷达时间测量点部位的匹配度，需在衬砌墙壁每隔5米或每隔10米表示测量点。再次，确保天线指向桩号，每5.0米或10.0米建立单线标识，每50.0米桩号建立双线标识。

2.4数据采集与处理

检测数据的采集与处理，是进行隧道无损检测的重要环节与步骤，不仅需要丰富的检测技术与经验，更需要大量专业数据计算、审核等，相关工作人员需具备良好的专业性与认真度，才能保障提升检测效果与质量。在这一过程中，是地质雷达技术应用的重要展现，特别需要天线发射器与隧道衬砌融合度的提升。首先，针对地质雷达探测规范，以期滚动中进行探测路线记录及挪动，需要将雷达信号深入隧道内部并提升信号才能有效提升采集效率。实际工作中，雷达发射信号，可传播至45到60个监测点，需要信号强度不变并有有效反射信号收集。其次，应用无损检测技术提升数据可靠性及真实性，依据隧道设计图及实际结构图等，分析安全程度和损伤情况，并针对重点位置进行参数对比，做好病害分析。同时优化里程数标记，强调隧道内比标记方式，为位置确定打下良好基础。再次，依据标记及收集的数据信号进行分析整理，根据具体表示提交检测材料数据，提高精准度，都是数据处置的重要策略。在具体处理中，扫描图像一定与探测参数向匹配，符合实际情况反馈，模拟现实条件与状况。

经过上述分析，通过对比不同位置、方向时间剖面数据与地质资料，可发现反射无线电波实际特点，真实反馈述隧道内壁混凝土厚度和附近岩石松动。

2.5地质雷达监测数据的处理与解释

将接收的数据进行处理，其过程主要分为两个部分。第一，利用计算机播放采集数据信息，利用解析系统分解数据信号，分化成达标的标志层和出现问题的异常层。对于多物质层的电性变化情况，可以在扫描地质雷达透视中根据无线电波传播高低进行判断。首先，针对扫描图不同信号频率特点，发现、明确隧道内部安全状况及存在隐患；其次，分析具体数据信号及残水对比，明确电性界面变化状况；再次，依据电性界面种类，分析具体界面情况及状况。第二，电性界面透视扫描的图像处置。利用扫描图像的光色高度变化，结合反射信号的不同，找到介质辩护规律或对应介质情况，进而发现具体岩体参数及标准参数差距。

2.6脱空区检测

脱空区，主要是指混凝土结构出现的裂缝，二者介电常数存在巨大差异。隧道工程施工中，但衬砌混凝土回填密度出现差异，达不到施工要求，就会导致混凝土与岩层间出现裂缝。如果此时的高频电波通过这些空气、岩体、混凝土界面，反射数据信号就会发生显著变化。实验表明，脱空区的大小与围岩层界面的扫描图像直接关联，但反射波呈弧形且频繁出现同相轴特点；位置出现在混凝土下方时，多为衬砌混凝土结构裂缝情况。通过计算雷达波传播速度、介电常数等，可明确裂缝大小及深度。

结束语

综上所述，开展隧道工程质量检测及内部应用无损检测，能够有效提升隧道安全系数，保障行车、行人使用安全；同时，通过精确检测及后续的维修，也能有效提升隧道工程使用吸能与周期，从而避免安全事故的发生。基于此，大力推广地质雷达无损检测技术，掌握技术应用要点与重点，是提升隧道检测的有效途径，在保障安全性同时，可有效提升检测效率及质量，促进隧道工程病害及缺陷问题的科学解决，助力交通行业正常、稳定、安全运转。

参考文献

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