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　　摘要：現(xiàn)階段，隧道建設(shè)屬于公路施工建設(shè)過(guò)程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，隧道建設(shè)的質(zhì)量檢測(cè)對(duì)于公路施工的順利運(yùn)行有著非常重要的意義。但是，在隧道工程中比較常見的問(wèn)題包括襯砌厚度不合理、隧道的襯砌與圍巖之間存在一定的脫空區(qū)以及塌方回填不科學(xué)等。因這一系列問(wèn)題的存在降低了其襯砌的承壓力，影響了隧道穩(wěn)定。因此，在日常管理工作過(guò)程中，需要加大隧道檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)，保證隧道的順利使用。本文就隧道檢測(cè)中地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)基本原理以及應(yīng)用情況展開詳細(xì)論述。
　　關(guān)鍵詞：隧道檢測(cè)；地質(zhì)雷達(dá)；無(wú)損探測(cè)技術(shù)；應(yīng)用效果
　　目前，隧道的支護(hù)質(zhì)量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較難檢測(cè)，非常容易給通車之后的營(yíng)運(yùn)以及安全帶來(lái)隱患。地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)是應(yīng)用在隧道檢測(cè)中的新技術(shù)，具有檢測(cè)速度快、無(wú)損以及連續(xù)性的特點(diǎn)，而且還可以利用實(shí)時(shí)成像方式有效顯示出探測(cè)的結(jié)果，隧道檢測(cè)的分析研究將會(huì)更加的直觀與方便[1]。此外，地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)的探測(cè)精度相對(duì)較高、其樣點(diǎn)較密以及實(shí)際工作效率相對(duì)較高，尤其是對(duì)于隧道襯砌結(jié)構(gòu)的檢測(cè)效果顯著。
　　一、隧道檢測(cè)中地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理
　?。ㄒ唬┧淼罊z測(cè)中地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)的組成原理
　　目前，隧道檢測(cè)中地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)設(shè)備主要是由兩部分組合而成的，具體來(lái)說(shuō)就是由控制主機(jī)以及天線兩部分組成的。主機(jī)的作用在于提供控制信號(hào)，可以用于天線發(fā)射以及接收超高頻的電磁波等。電磁波主要是從天線中發(fā)出來(lái)的，并在襯砌以及圍巖內(nèi)部進(jìn)行傳播，當(dāng)遇到內(nèi)部裂縫空洞、襯砌邊界、圍巖與圍巖內(nèi)部界面的時(shí)候就會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象。而這些已經(jīng)反射的電磁波還會(huì)傳回到天線中，之后天線接收的這些反射信號(hào)再把它傳到主機(jī)中，對(duì)反射信號(hào)實(shí)施全時(shí)程的數(shù)字化記錄，將其存儲(chǔ)且顯示出來(lái)[2]。從某種程度上講，反射界面的實(shí)際距離越遠(yuǎn)，那么反射信號(hào)所需要的往返時(shí)間將會(huì)越長(zhǎng)，而且反射界面情況越平整、反射界面的面積越大以及兩側(cè)位置的物性差異程度越大，其反射的信就越強(qiáng)。借助記錄的反射波走時(shí)以及強(qiáng)度數(shù)據(jù)，能夠有效判定出反射界面的具體位置以及兩側(cè)介質(zhì)的具體性質(zhì)，從而得到襯砌的實(shí)際厚度參數(shù)、劈裂參數(shù)、空洞位置參數(shù)、形態(tài)參數(shù)以及圍巖結(jié)構(gòu)參數(shù)等，從根本上實(shí)現(xiàn)高分辨無(wú)損檢測(cè)目的。從上述方法可以得出，由反射信號(hào)的實(shí)際走時(shí)情況換算到具體的空間位置，應(yīng)該清楚了解混凝土以及圍巖介質(zhì)的實(shí)際電磁波速度，因?yàn)樗鼘?huì)影響到量深度換算的精度情況。空氣之中的電磁波速為0.3m/ns，而一般的干燥巖石是0.11m/ns，從專業(yè)化角度出發(fā)，水是自然界之中電磁波速相對(duì)來(lái)說(shuō)最低的，是空氣的九分之一，大約是0.033m/ns，混凝土的電磁波波速是0.12 m/ns。具體的反射原理的示意圖如下圖 1 所示：

　?。ǘ┧淼罊z測(cè)中地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)的理論研究與模擬試驗(yàn)原理
　　從理論研究以及模擬試驗(yàn)的角度出發(fā)，隧道檢測(cè)中地質(zhì)雷達(dá)電磁波在介質(zhì)之中的實(shí)際傳播速度將會(huì)隨著介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)介電常數(shù)變化而變化，具體來(lái)說(shuō)，介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)介電常數(shù)增加，那么雷達(dá)電磁波的傳播速度將會(huì)降低。從某種程度上講，介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)介電常數(shù)既與介質(zhì)自身性質(zhì)有著密切關(guān)系，還與介質(zhì)之中的含水率情況有著密切關(guān)系，若隧道中襯砌孔隙相對(duì)較多，而且含水量也相對(duì)較多，那么地質(zhì)雷達(dá)電磁波的波速會(huì)明顯降低[3]。隧道檢測(cè)中物性的差異情況會(huì)反映到波速差異上，也會(huì)嚴(yán)重影響到信號(hào)的強(qiáng)度情況。當(dāng)在野外工作的時(shí)候，巖石、混凝土以及土的工程介質(zhì)之間是存在物性差異的，而且它們之間的界面也能形成反射，當(dāng)介電常數(shù)差異相對(duì)較小的時(shí)候，其界面的實(shí)際反射信號(hào)盡管不會(huì)太強(qiáng)，然而地質(zhì)雷達(dá)卻有著非常高的靈敏度來(lái)將其準(zhǔn)確辨別出來(lái)?；炷烈约皫r石等介質(zhì)與空氣、金屬以及水之間的具體電磁性質(zhì)是存在較大差異的，且界面的反射信號(hào)會(huì)非常強(qiáng)，因此也就非常容易被識(shí)別。通常情況下，隧道襯砌檢測(cè)工作過(guò)程中，空洞、金屬構(gòu)件、劈裂空隙以及飽水帶的反映是非常明顯的[4]。
　　二、隧道檢測(cè)中地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
　?。ㄒ唬┑刭|(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)收集功能
　　地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)工作的應(yīng)用過(guò)程中，控制器會(huì)借助天線發(fā)射信號(hào)，從而與隧道襯砌進(jìn)行密切結(jié)合，而且還會(huì)沿著檢測(cè)線路實(shí)施逐步滑動(dòng)，隧道檢測(cè)中雷達(dá)發(fā)射主機(jī)會(huì)向隧道內(nèi)部發(fā)射高頻率的雷達(dá)脈沖，之后在隧道內(nèi)部開展連續(xù)性信號(hào)與數(shù)據(jù)收集。一般情況下，雷達(dá)主機(jī)每秒能夠發(fā)射大約六十四個(gè)脈沖信號(hào)，而每一次發(fā)射高頻脈沖的時(shí)候，該區(qū)域則會(huì)出現(xiàn)四十五到六十個(gè)測(cè)點(diǎn)。雷達(dá)時(shí)間剖面中的每個(gè)測(cè)點(diǎn)的具體位置以及隧道長(zhǎng)度是直接關(guān)系的，為了在一定程度上保障檢測(cè)效果以及位置的準(zhǔn)確性，往往會(huì)在隧道內(nèi)壁上面每隔一定的距離就會(huì)做一個(gè)標(biāo)記，而且還要把隧道里程準(zhǔn)確標(biāo)注在上面[5]。當(dāng)雷達(dá)天線裝置有效對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的時(shí)候，操作人員就會(huì)向儀器內(nèi)部輸入一定信號(hào)，值得注意的是在雷達(dá)記錄過(guò)程中與隧道內(nèi)部的標(biāo)記是一致的，在測(cè)量距離的時(shí)候需要每隔一段長(zhǎng)距離然后做一個(gè)相對(duì)較大的標(biāo)記。當(dāng)相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)收集完成之后，再進(jìn)行材料整理工作，在這個(gè)整理過(guò)程中應(yīng)依據(jù)標(biāo)記與記錄情況，有效確定材料的準(zhǔn)確性，并在雷達(dá)時(shí)間剖面圖上面對(duì)里程樁號(hào)進(jìn)行明確標(biāo)注。
（二）地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)處理以及資料解釋
　　地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)工作中，雷達(dá)探測(cè)的透視掃描記錄數(shù)據(jù)將會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)回放的期間轉(zhuǎn)儲(chǔ)在專用的計(jì)算機(jī)硬盤之上，然后利用電腦實(shí)施分析處理。隧道檢測(cè)數(shù)據(jù)以及資料的處理可以劃分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是把記錄數(shù)據(jù)的圖像回放顯示情況，借助分析研究，確認(rèn)出標(biāo)志層以及異常情況，然后確定出存在異常情況的處理參數(shù)與使用程序等。第二階段是采用雷達(dá)專用的軟件實(shí)施正式的數(shù)據(jù)處理。在隧道檢測(cè)的資料解釋過(guò)程中，地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)中所接收到的反射波是來(lái)自不同電性界面中的，主要包括地質(zhì)層界面以及有限目的體界面等。地質(zhì)雷達(dá)透視掃描工作中可以提供由十六種色彩組合而成的二維圖像，而且不同色彩反映出來(lái)的電磁波反射強(qiáng)度是在不斷變化的，也反映出了不同介質(zhì)之間的電性差異。根據(jù)雷達(dá)圖像之中在相位情況、頻率情況、幅值情況以及形態(tài)上的不同，對(duì)雷達(dá)剖面實(shí)施有效判別，然后把不同地段剖面與鉆孔資料進(jìn)行對(duì)比，從而找出了反射波形的具體特征，最終對(duì)混凝土的厚度情況、襯砌周圍的松散帶情況、圍巖的松動(dòng)帶情況以及基巖的裂隙帶等情況進(jìn)行解釋。
　　結(jié)語(yǔ)
　　總而言之，地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)工作中的應(yīng)用可以在一定程度上有效探測(cè)到隧道脫空區(qū)范圍、襯砌外圍的擊巖富水情況、襯砌厚度以及襯砌開裂情況等，從而為施工過(guò)程中的加固措施提供科學(xué)依據(jù)，排除一定的安全隱患。因此，在地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需要熟練掌握地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)收集功能、數(shù)據(jù)處理以及資料解釋功能等，確保隧道檢測(cè)的科學(xué)化。
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