张双喜
山东省公路检测中心 山东济宁 272000
摘要：作为先进的工程物探仪器，地质雷达能够用于连续测量，在短时间内向介质发射超高频率短脉冲电波，获得检测范围的三维信息，具有无损、精度高等优势。在公路隧道工程检测中，地质雷达得到了广泛应用，能够为工程质量检测提供充足数据依据，继而使工程建设水平得到提高。
关键词：地质雷达；公路隧道；工程检测应用
引言
地质雷达是目前我国各个隧道工程中用于检测的主要设备，因此，对地质雷达具体工作原理与工作方式进行分析，对地质雷达的具体应用形式展开讨论，并针对具体案例的分析进一步了解地质雷达的作用及应用，并得出结论：地质雷达能够对隧道工程的混凝土厚度、胶结度以及钢筋使用情况等进行准确检测，并在保证隧道工程混凝土结构整体性的同时做出科学检测。
1地质雷达检测原理
地质雷达是精密的地球物理探测仪器，可以利用106~109Hz无线电波对地下介质分布情况进行确认。从检测原理来看，地质雷达利用发射天线对高频短脉冲电磁波进行定向发射后，电磁波一旦遭遇存在电性差异的地层或目标体，将在界面上发生投射和反射。利用接收天线进行反射波信号的接收，并实现数字化处理，以反射波波形形式进行记录，能够根据波的幅度、传播时间、波形等对目标体结构、空间位置等进行判断。而电磁波的衰减程度，与目标体埋深、介质电性差异等相关，差异越大获得的界面越清晰，在雷达剖面图上将呈现出同相轴不连续的现象。采用地质雷达进行目标体检测，需要保证目标体与周围介质存在电性差异。因此在复杂的地质环境条件下，应用地质雷达能够实现准确探测。在地质勘探、地下建筑结构调查等领域，围岩、空洞、衬砌、地下构筑物等都是拥有良好反射界面的目标体，因此可以采用地质雷达开展检测工作。
2隧道工程检测中地质雷达的工作步骤
2.1预先准备
首先，在对隧道工程进行探测前，相关技术人员需要对地质雷达进行探测前检验与评估，确保该地质雷达设备能够正常使用，避免在探测时出现设备损坏等情况；其次，应当对地质雷达传输数据的标准参数进行确定与对比，并且在探测前做好地质雷达检测工作，且将不同数据进行标注，通过重复检测、多向检测对地质雷达进行检验，提升地质雷达探测数据的准确性。
2.2地质雷测线布置
首先，在对地质雷达投入使用前，需要根据隧道走向、面积、地质情况等，利用科学计算等形式初步设定地质雷达分布的线路，确保将地质雷达的作用充分发挥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在具体确定线路时，由于布置工作较为方便且快速，存在较高灵活度，因此在进行线路布置时只需要根据具体探测内容和探测目的进行雷达测线布置；其次，通常来讲，地质雷达测线布置方式包括检测点布置、网格路线布置以及检测线路布置等，而在具体探测工作中，施工单位应当根据自身工程情况选择最为适合的布置方式。
2.3数据采集
在进行数据采集与分析时，如若相关参数设置不合理，则最终分析成像也会更模糊，最终结果也将更偏离实际。因此在现场务必对相关工作参数进行采集与分析。首先应当依据所需要探测的深度以及相关介质的速度对时窗长度进行估计；其次工作方式也应当进行设置，连续扫描探测、共中心点探测、单点探测以及透视探测等不同的探测环境应当选用合适的探测方式；滤波器设置主要包括手动以及自动两种方式，一般无特殊要求通常采用自动探测方式。而当需要手动介入进行调校时，又分为高通与低通两种模式，高通截止频率往往设计为中心工作频率的1/4，比如对于频率为400Hz的天线，其高通设置往往在100Hz左右即可；而相对于的低通设置频率则为中心频率的两倍，即800Hz。实际当成像结果不够清晰时，最终结果依然存在噪点以及其它干扰信号时可以选用滤波器对信号进行处理，将低通变低、高通变高，如若滤波器工作强度过高，导致有用的信号被过滤掉，信号出现明显的偏离与失真情况时，则可以进行反向调节，从而进一步扩增通过的信号宽度。增益调试，主要分为自动与手动两种模式，通常以手动为主。直达波和反射波位置的选择与调试，直达波应当调校为是与范围中的顶端位置，如若位置调校不合理则可能无法得到完整的回波图。
2.4地质数据分析以及数据解释
在实际地质勘察中，地质雷达勘测需要将勘察数据资料详细记录，将其中的数据进行全面解释，利用数据分析的方式分析出其中的地质特点以及属性，地质雷达勘察中主要包含隧道中的掌子面检测、地质属性等方面的勘察等，利用综合手段对其进行全面分析，结合数据检测做出正确的判断。
2.5探测验收工作
第一，应在地质雷达探测工作完毕后，进入隧道施工范围对地质雷达探测到的结果及时发送到施工现场的计算机接收终端，而相关人员则需要对数据、图像等进行计算与分析，并针对探测结果对隧道工程做出相应调整，并最终能够对施工进行验收与评估；第二，在检测后需要将检测数据进行收集并作为资料保存下来，并对设备进行妥善保管，确保下一次能够顺利进入检测工作中。
3地质雷达在公路隧道工程检测中的应用
3.1衬砌混凝土的厚度检测
衬砌混凝土厚度的分布情况是工程验收最重要的指标之一厚度的验收给工作人员出了一道难题，长期以来困扰着验收人员。钻芯法在传统验收中不但破坏性强且代表性差，地质雷达作为一种新型的检测方法被有效的利用，它的优点在于破坏性小且连续性强，自90年代雷达技术在我国应用以来，其自身的特性奠定了其在检测中的重要地位。
3.2衬砌混凝土的胶结情况检测
混凝土胶结不密实是隧道工程质量中存在的主要病害之一，胶结不密实主要是由于混凝土的配合比和质量达不到设计要求造成的。混凝土不密实由于分布范围广、分布小均匀且没有规则性，因此，传统的质量检测很难检测出所有的隐患；而新型地质雷达通过使用现场数据采集软件以及数据处理软件，可以将所有的缺陷清晰地在雷达成果图上显示出来，测得胶结不密实的分布范围和大小。如果衬砌混凝土内部反射波出现了强反射波组，反射波同相轴发生畸变且振幅明显增强，呈现出起伏小定的波形，这些特征显示，此处衬砌混凝土内部出现了比较大的局部小均匀变化，波形凌乱，表明此处的混凝土胶结密实度较差。
3.3衬砌混凝土与围岩之问是否存在脱空现象
混凝土与围岩之问存在脱空情况也是衬砌施工中经常出现的缺陷之一。由于混凝土的质量不合格和施工工艺不当，使得混凝土与围岩没有形成很好的胶结，而出现的没落情况在施工中时常发生。因此给工程的安全性、可靠性带来了严重的隐患，要及时采取补救措施防比严重的工程事故发生，必须了解脱空区的确切位置和范围大小。
结束语
地质雷达检测技术是当下较为新型的用于对浅层进行勘探的重要技术手段之一。基于该检测技术可以高效、无损以及不间断的对目标进行检测，从而生成实时监测图像并进行实时分析，最终得到结果更为科学合理。由于地质雷达检测技术工作可靠性高、检测精度以及样点密集、检测结果更为科学合理等因此被广泛应用于现代公路以及铁路隧道等检测领域。为了进一步推广该技术在公路隧道检测中的应用以及提升检测质量，有必要对地质雷达之一检测技术进行探讨。
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论文作者:张双喜
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
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