地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)高速鐵路隧道
更新時(shí)間：2021-08-21 09:31
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摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的提高,隧道檢測(cè)方法也在不斷進(jìn)步.地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法自20世紀(jì)90年代引入我國(guó)后,由于其準(zhǔn)確性、方便性、快速性和操作簡(jiǎn)單性等因素使其得到了廣泛的應(yīng)用.根據(jù)多年的實(shí)踐中表明：地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)高速鐵路隧道,能對(duì)襯砌厚度進(jìn)行準(zhǔn)確的探測(cè),對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的布置情況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析,對(duì)襯砌出現(xiàn)的后背空洞問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,提高工作效率和消除了質(zhì)量隱患.
關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達(dá)法 反射信號(hào) 隧道檢測(cè) 襯砌 頻率
近年來(lái)隨著高速鐵路的快速發(fā)展,鐵路的隧道工程也越來(lái)越多,隧道工程的質(zhì)量當(dāng)然也是不容忽視的.由于鐵路隧道的特性是施工周期較長(zhǎng)、使用時(shí)間較長(zhǎng)、運(yùn)行量較大,所以在建設(shè)過(guò)程中鐵路隧道的質(zhì)量一定要有較高的標(biāo)準(zhǔn).地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法在隧道過(guò)程中相對(duì)傳統(tǒng)的檢測(cè)法具有一定的優(yōu)勢(shì),大大提高工作效率和質(zhì)量保證.我們來(lái)通過(guò)其原理、技術(shù)要求等來(lái)分析在實(shí)際運(yùn)用中的情況.
1.高速鐵路隧道檢測(cè)的情況
鐵路隧道在建設(shè)的過(guò)程經(jīng)常遇到復(fù)雜多變的地質(zhì)問(wèn)題,很多強(qiáng)風(fēng)化的破碎巖石使隧道施工難度加大.為了保證隧道施工的質(zhì)量,需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),對(duì)在檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,按照規(guī)定要就及時(shí)的反饋整改保證工程質(zhì)量.
地質(zhì)雷達(dá)法運(yùn)用在隧道檢測(cè)中相對(duì)于傳統(tǒng)的鉆探取芯和開(kāi)挖取樣等,操作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單、掃描的速度相對(duì)較快、圖像更加清晰直觀(guān),所以其廣泛運(yùn)用在隧道的工程檢測(cè)中.
2.隧道檢測(cè)的內(nèi)容
高速鐵路的隧道工程中的二次襯砌要達(dá)到一級(jí)的防水級(jí)別,也就是說(shuō)在結(jié)構(gòu)內(nèi)二次襯砌是不能有水滲透的.在實(shí)際工作中,影響著高速鐵路隧道工程的質(zhì)量因素有,襯砌的厚度不足以及隧道背后有空洞情況等.而地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法則能準(zhǔn)確的檢測(cè)出這些缺陷的同時(shí),也能檢測(cè)出鋼筋的數(shù)量、間距和鋼架結(jié)構(gòu)以及保護(hù)層的厚度等問(wèn)題.在現(xiàn)在隧道質(zhì)量無(wú)損的檢測(cè)中發(fā)揮著重要作用.
地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè),能夠及時(shí)的檢測(cè)出早期工程中出現(xiàn)的支護(hù)問(wèn)題,如支撐的厚度、支護(hù)空洞和鋼拱架的數(shù)量等.同時(shí)對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)的超挖回填處理方面也能通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行檢測(cè).在二次襯砌檢測(cè)中,新的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求其保護(hù)厚度不能低于3厘米,但在實(shí)際的工作中,由于種種因素影響,使早期的支護(hù)與二次襯砌間容易出現(xiàn)脫空情況.特別是在拱頂?shù)忍厥獠课槐仨氝M(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè).
3.地質(zhì)雷達(dá)的檢測(cè)原理
地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)是一種利用地球物理原理的檢測(cè)方法,簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是使用超高頻率的電磁波對(duì)介質(zhì)電性分布的檢測(cè).其工作過(guò)程是,首先利用雷達(dá)將高頻率的電磁脈沖發(fā)射到地下介質(zhì)處,通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)把電磁波信號(hào)從介質(zhì)的表面?zhèn)魉偷狡鋬?nèi)部.介質(zhì)內(nèi)部不同的電性介質(zhì)分界面會(huì)通過(guò)散射、反射經(jīng)過(guò)目標(biāo)體或者媒質(zhì)界面返回到地面,介質(zhì)電性質(zhì)和幾何形態(tài)的變化決定其波形和路徑.地質(zhì)雷達(dá)在其返回地面后將這些信號(hào)接收然后記錄起來(lái),通過(guò)深度計(jì)算公式來(lái)計(jì)算出反射界面深度,也就是我們所說(shuō)的襯砌厚度.
分界面兩邊的介電參數(shù)決定了反射信號(hào)的強(qiáng)和弱,也為我們的地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)提供了條件.如果雷達(dá)接收到的信號(hào)顯示幅度和剖面相位出現(xiàn)變化,則說(shuō)明被檢測(cè)處出現(xiàn)一定的空隙或者是交界的地方?jīng)]有貼合好,從而來(lái)判斷出襯砌的厚度和現(xiàn)場(chǎng)施工中所出現(xiàn)的缺陷問(wèn)題.如果雷達(dá)接收到的信號(hào)非常的強(qiáng),強(qiáng)異常顯示在剖面上,則說(shuō)明反射介質(zhì)為鋼筋,從而來(lái)判斷出鋼筋在隧道中的分布情況.如果要知道被測(cè)目標(biāo)內(nèi)部的分布和結(jié)構(gòu)形態(tài),也可以通過(guò)處理所接收到的反射信號(hào)的振幅、頻率和相位等來(lái)分析.
4.檢測(cè)的主要技術(shù)要求
地質(zhì)雷達(dá)發(fā)檢測(cè)的主要技術(shù)控制有選擇天線(xiàn)頻率、控制里程標(biāo)識(shí)和標(biāo)定雷達(dá)波速.在檢測(cè)中使用的是屏蔽天線(xiàn),根據(jù)所需檢測(cè)的厚度和相關(guān)技術(shù)要求來(lái)選擇所需要的天線(xiàn)頻率.一般情況下,頻率越高的天線(xiàn)所發(fā)出的雷達(dá)波探測(cè)的深度淺、能量損耗的快,但主頻和分辨率都較高,頻率低的天線(xiàn)則相反.控制里程標(biāo)識(shí)則是用來(lái)保證圖像中各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)位置跟實(shí)際的位置相對(duì)應(yīng).雷達(dá)波速因現(xiàn)在的用料不同而有一定范圍的變化,雷達(dá)波速在檢測(cè)過(guò)程中起到重要參數(shù)的作用.
在雷達(dá)檢測(cè)過(guò)程中,為了盡可能多的接受其反射波的特性,使用高頻寬頻帶來(lái)接收記錄數(shù)據(jù),所以同時(shí)接收記錄不同的干擾波是不可避免的.加上復(fù)雜的地下介質(zhì)使接收信號(hào)跟原始的反射波出現(xiàn)一定的差異.所以為了得到清晰的圖像,對(duì)接收到的信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硎欠浅Ｓ斜匾?通常處理信號(hào)的步驟有預(yù)處理數(shù)據(jù)、增益控制盒處理濾波.
5.誤差分析
在地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)高速鐵路隧道中是存在一定誤差的,所以分析誤差的來(lái)源避免誤差、減少誤差是非常有必要的.地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)能否達(dá)到相關(guān)規(guī)定的精準(zhǔn)度是關(guān)鍵的問(wèn)題.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的情況來(lái)看,誤差的來(lái)源除了機(jī)器設(shè)備本身的誤差、設(shè)置參數(shù)的誤差、被檢測(cè)介質(zhì)的復(fù)雜情況以及襯砌的表面與天線(xiàn)之間的接觸效果等因素外,還有之前我們所提到的里程定位和空洞定位所產(chǎn)生的誤差、鋼筋的數(shù)次反射影響以及計(jì)算的誤差等方面.
隧道檢測(cè)車(chē):隧道支護(hù)斷面質(zhì)量檢測(cè)
通過(guò)了解誤差的來(lái)源,對(duì)產(chǎn)生誤差因素進(jìn)行分析,盡量減少、避免誤差也是這些年來(lái)技術(shù)人員一直需要克服的問(wèn)題.只有準(zhǔn)確的掌握隧道的內(nèi)部情況減少誤差,施工的安全、質(zhì)量、效率才會(huì)得到提升.
6.結(jié)語(yǔ)
要想讓地質(zhì)雷達(dá)發(fā)檢測(cè)在高速鐵路隧道施工中有更好的發(fā)展和運(yùn)用,使地質(zhì)雷達(dá)更好的為隧道施工服務(wù),滿(mǎn)足高速鐵路隧道檢測(cè)需求,處理好其在檢測(cè)過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題是非常有必要的.將其和傳統(tǒng)的磚芯法、開(kāi)挖取樣法想結(jié)合,可在隧道檢測(cè)中發(fā)揮更大的作用.同時(shí)人才的培養(yǎng)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)本身的創(chuàng)新發(fā)展是有必要的.
參考文獻(xiàn)
[1] 王興照.地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道工程檢測(cè)中的應(yīng)用分析[J].土工基礎(chǔ),2008(3).
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