中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
隨著交通事業(yè)的不斷發(fā)展，鐵路隧道和路基支擋工程正逐年增加，工程事業(yè)在如火如荼的發(fā)展過(guò)程中，各項(xiàng)技術(shù)也在不斷的成熟發(fā)展，然而運(yùn)營(yíng)中仍存在有不少病害。如隧道在使用過(guò)程中常出現(xiàn)襯砌漏水、襯砌侵蝕和襯砌裂損等。這些病害會(huì)影響隧道的正常使用和隧道襯砌的耐久性；擋土墻出現(xiàn)傾覆、倒塌、滑動(dòng)等，特別是路基下?lián)鯄σ坏┌l(fā)生質(zhì)量事故將帶來(lái)巨大損失[1]. 這些病害嚴(yán)重影響行車(chē)質(zhì)量和行車(chē)安全，因此，隧道襯砌及擋墻質(zhì)量檢測(cè)尤為重要。地質(zhì)雷達(dá)法和超聲波法以其快速、連續(xù)、高效的無(wú)損檢測(cè)得到了人們的認(rèn)可。湖南省住房建設(shè)廳2014年科技部計(jì)劃由長(zhǎng)沙市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站、湖南中大建設(shè)工程檢測(cè)技術(shù)有限公司共同主持編寫(xiě)《盾構(gòu)隧道壁后注漿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》，向無(wú)損檢測(cè)規(guī)范化邁出了重要的一步。無(wú)損檢測(cè)兩種主要的技術(shù)方法為：地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法和超聲波檢測(cè)法。
1. 1 地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)
地質(zhì)雷達(dá)(Ground Penetrating Radar ,簡(jiǎn)稱GPR) 是利用超高頻電磁波探測(cè)地下介質(zhì)分布的一種地球物理勘探儀器。屬于電磁波的范疇，它是利用電磁波在不同媒體中的傳播與反射特性來(lái)進(jìn)行探測(cè)的[2]。
地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)通過(guò)天線由介質(zhì)表面向內(nèi)部發(fā)射頻率為數(shù)百兆赫(106～109Hz)的電磁波，當(dāng)電磁波遇到不同媒質(zhì)的界面時(shí)便會(huì)發(fā)生反射與透射。反射波返回襯砌表面，又被接收天線所接收（發(fā)射與接收可為同一天線），此時(shí)雷達(dá)主機(jī)記錄下電磁波從發(fā)射到接收的雙程旅行時(shí)間Δt。 因?yàn)殡姶挪ㄔ诮橘|(zhì)內(nèi)的傳播速度V 可由已知介質(zhì)厚度點(diǎn)或現(xiàn)場(chǎng)打孔測(cè)定，所以，可由深度D = V ×Δt/ 2 求出反射面的深度即介質(zhì)厚度。
在地質(zhì)雷達(dá)勘探中，電磁波通常被近似為平面波。其傳播速度在高阻媒質(zhì)中取決于媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr,即：
V = C / εr
式中: C = 0. 3 m/ ns；εr為媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。
則隧道襯砌及擋墻墻體厚度為：
D = C/ εr×Δt/ 2
電磁波傳播在遇到不同媒質(zhì)界面時(shí),其反射系數(shù)為：
R = ( ε1-ε2)/ ( ε1+ε2)
式中:ε1和ε2分別表示介質(zhì)1 和介質(zhì)2 的相對(duì)介電常數(shù)。
由此可知,電磁波的反射系數(shù)取決于界面兩邊媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)的差異，差異越大，反射系數(shù)越大。
1. 2 超聲波法檢測(cè)
超聲波法采用直達(dá)波法，利用瞬態(tài)激發(fā)，由力錘在介質(zhì)表面敲擊，給介質(zhì)一個(gè)激振力，激起介質(zhì)內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，所產(chǎn)生的彈性波自激發(fā)點(diǎn)向四周傳播，由布置在介質(zhì)表面上的另外2 個(gè)傳感器將信號(hào)接收并送到主機(jī)，經(jīng)過(guò)濾波、放大器處理后，求出2 個(gè)傳感器之間的距離和時(shí)差，并計(jì)算出所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的縱波速度Vp=ΔX/ΔT，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條件下介質(zhì)的縱波速度標(biāo)準(zhǔn)值Vp0，求出所測(cè)地段介質(zhì)的波速評(píng)價(jià)系數(shù)α= Vp/ Vp0，根據(jù)波速評(píng)價(jià)系數(shù)對(duì)介質(zhì)的強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 中國(guó)大百科全書(shū)編輯委員會(huì). 中國(guó)大百科全書(shū):土木工程[M].北京:中國(guó)大百科全書(shū)出版社,1987.
[2] 李大心. 探地雷達(dá)方法與應(yīng)用[M].北京:地質(zhì)出版社,1994.
