摘要：利用地质雷达进行隧道衬砌质量检测，是目前衬砌质量检测主要使用的方法，该方法具有方便、快速、无破损等优点。本文就地质雷达在隧道衬砌质量检测中遇到的问题进行探讨，其次介绍了探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用，以期为提高隧道衬砌质量检测的准确性提供可以借鉴的经验。
关键词：地质雷达；隧道衬砌；质量检测
1导言
随着时代不断演变，我国公路、铁路等基础建设正处于飞速发展中，隧道工程项目不断增多。由于受到主客观因素的影响，隧道施工成本较高，施工条件复杂化等，工程整体质量要求相当高。而传统的隧道衬砌质量检测方法，比如，钻孔探测法，已经无法满足时代发展的客观要求，各方面存在的问题日益突显。而探地雷达是科技发展的产物，属于一种全新的无损检测技术，能够实现隧道结构无损、连续性检测，检测的精准度非常高，检测速度非常快，也不会破坏隧道结构。它的应用在一定程度上减少了安全事故的发生，有效防止裂缝等现象的出现，使隧道工程更好地投入到使用中，保证了隧道工程的整体质量，具有较好的经济效益、社会效益。
2探地雷达的工作方法、数据处理方法
环形法、宽角法等都是探地雷达经常采用的测试方法，剖面法是应用最广的。就剖面法来说，其测试结果可以用探地雷达上面的时间剖面图像来表示，天线在衬砌面、地面的准确位置可以用横坐标表示，雷达脉冲所回到接收天线的时间可以用纵坐标表示。就探地雷达数据处理方法来说，需要充分分析主客观因素，合理控制随机、呈规则形的干扰波，不断提高雷达剖面的信噪比，很难得出电磁回波不同类型的有用参数，并准确解释不同介质具有的物理特征，重置相关的数据元素，补偿那些因为不同方向反射引起的空间畸变。
3现场数据采集应注意的问题
3.1隧道衬砌支护参数统计
隧道衬砌支护参数分为设计支护参数和施工变更支护参数，隧道施工过程中可能会根据隧道实际围岩情况对设计的衬砌支护参数进行相应调整和变更，所以衬砌检测工作开展前应注意收集和统计检测段落的衬砌支护参数，确定支护参数有无变更，以免在后期数据分析时造成误判。
3.2隧道衬砌缺陷的定位
地质雷达检测衬砌质量属于无损检测，隧道衬砌缺陷的定位对隧道衬砌病害的处治以及验证检测都具有重要意义。隧道衬砌缺陷的定位问题也是衬砌检测过程中经常遇到的问题。在进行衬砌检测工作前首先在隧道测线上用红色喷漆标记5m(初期支护)或10m(二次衬砌)，并及时记录好测线的相对位置。检测过程中也要在雷达实时图像上做好对应标记，做到图像上的标记点和隧道现场标记点一一对应，为准确判断缺陷位置或者验证提供依据。
3.3雷达天线和衬砌表面的耦合
目前，地质雷达检测隧道衬砌质量还是需要雷达天线接触隧道衬砌表面来完成，如果天线耦合不好，就会造成电磁波能量的损耗，采集数据的质量不好。所以，要做好衬砌现场检测工作，获得准确、可靠的第一手数据，就要保证天线与衬砌表面耦合良好。
3.4检测过程中隧道现场异常情况记录
检测过程中要注意观察和记录现场遇到的异常情况，比如衬砌台车、避车洞、排水管、障碍物、电线等，这些异常情况会对数据的分析造成干扰，应注意记录并在后期数据处理时分析排除。
4探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用
4.1检测方法
就隧道而言，衬砌是其不可或缺的核心承载结构，是隧道防水的关键性设置，其施工质量和隧道长期稳定性息息相关，必须对隧道衬砌质量检测放在首要位置，引起高度的重视。隧道衬砌需要检测的方面较多，比如，衬砌厚度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在用探地雷达检测隧道衬砌质量的时候，需要采用500MHz、800MHz天线，必须把握好检测厚度范围，需要在1～3m左右，还要根据隧道衬砌的实际情况，在隧道的拱顶、边墙等部位布置五条侧线。在隧道中，拱顶大都位于隧道的正顶附近，隧道起拱线上方1m左右为拱腰，排水盖板上方1.5m左右为隧道的边墙。在测量的时候，一定要全面分析隧道工程特点，合理运用连续测量的方法进行测量。在检测过程中，需要应用测量轮随时测量对应的里程，隧道边墙每隔10m的位置做上里程符号，为之后校正隧道剖面的里程符号做好铺垫。同时，探地雷达时间剖面的各个测量位置也能和实际检测出的里程吻合。此外，天线一定要和洞壁紧紧相贴，并做匀速运动，有效防止天线在颠簸状态下影响隧道时间剖面。进而，影响检测的结果。
4.2数据采集、处理
在处理检测数据的时候，需要根据衬砌的具体情况采用适宜的处理方法。连续性测量是采集相关数据的主要方法，不同类型的噪声、各种有用信息都是采集的主要对象。在采集完相关之后，需要对其进行合理化的处理，合理压制噪声，使信号得以增强，并在一定程度上不断提高资料信噪比，从而获取速度、相位等重要数据信息，作为重要的参考资料。在处理数据的时候，主要采用SIR-3000随机类型的处理软件，radan5、randan6.5。这些数据处理的程序非常复杂，如编辑各种数据：废道的剔除、不同类型数据的连接等，常规处理：振幅处理、数值滤波。
4.3资料解释
由于受到主客观因素的影响，在检测隧道衬砌质量的时候，对应的信号经常被干扰。比如，隧道衬砌电缆、衬砌表面的各种金属体质量不合格，出现干扰波影响对应的信号。在检测过程中，可以借助探地雷达的各种图像来解释对应的图像特征，一定要记录好干扰体的准确位置，为正确识别干扰波提供有利的保障。第一，隧道衬砌中脱空区。就隧道衬砌而言，对应的脱空区间主要出现在初期支护、二衬之间的位置，产生的原因是因为有空气进入空隙，在相互作用后，导致脱空领域产生了较大的发射波，严重影响隧道中的信号。在雷达图像中，发射波会呈现出相同并连续性的轴。第二，隧道衬砌钢筋、钢拱架。为了追求最大化的经济效益，在施工过程中，施工单位擅自减少钢拱架、钢筋的数量，导致隧道衬砌结构等的承载能力不断降低，发生塌方等安全事故，造成不可估量的经济损失。在检测钢拱架的时候，主要是检测它的数量、间距。混凝土和钢筋等之间的介电常数差异较大，在对应的雷达图像中，会产生连续性的点状发射弧信号，能够客观地反映隧道衬砌钢筋的具体情况，准确判断出钢拱架的间距、榀数、埋深。第三，隧道衬砌中空洞。由于混凝土、空气的介电和常数并不相同，相差较大，其界面会多次出现反射情况。在雷达图像中，会出现特别明显的反射信号，呈现出开口向下的“双曲线”形状。
结束语
总而言之，在检测隧道衬砌质量的过程中，探地雷达的应用发挥着不可替代的作用。它的应用能够缩短各种信息数据采集的时间，检测结果会以图像的形式呈现出来，直观而形象，准确检测出衬砌厚度、空洞缺陷等。更为重要的是，探测精度非常高。在此基础上，隧道衬砌、路基、隧道病害等各种缺陷特征都能准确的判定出来，能够及时采取可行的措施解决施工过程中存在的质量隐患，避免安全事故的发生，不断提高隧道工程的整体质量。以此，使隧道工程更好地投入到使用中，具有较好的经济效益、社会效益，也使我国的基础工程建设事业走上健康持续发展的道路，拥有更加广阔的发展前景。
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论文作者:梁建永
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/7
标签：隧道论文; 质量检测论文; 剖面论文; 地质论文; 质量论文; 天线论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第27期论文;