摘要：地質雷達是目前我國各個隧道工程中用於檢測的主要設備，因此，對地質雷達具體工作原理與工作方式進行分析，對地質雷達的具體應用形式展開討論，並針對具體案例的分析進一步了解地質雷達的作用及應用，並得出結論：地質雷達能夠對隧道工程的混凝土厚度、膠結度以及鋼筋使用情況等進行準確檢測，並在保證隧道工程混凝土結構整體性的同時做出科學檢測。
關鍵詞：隧道工程；地質雷達；工程檢測
1地質雷達工作原理
地質雷達是指利用電磁波發射及折回對地下電性介面進行探測、觀察的重要設備。在對地下進行探測時，地質雷達通過發射高頻電磁波對周圍環境進行勘查，而由於地下各處石質、土質橫截面不同，且能夠折射電波的能力也存在差異，因此在不同形態地質情況中折回的電波頻率也不盡相同，而通過對摺回電磁波、地質雷達發出電磁波以及折回時間等相關數據的分析與計算，通過最終處理得到地下勘測數據。而後，利用地質雷達探測結果結合施工現場施工地質情況以及相關地質勘查資料等，最終對地下地質情況、空間位置、內部環境以及構造等做出判斷。
2隧道工程檢測中地質雷達的工作步驟
2.1預先準備
首先，在對隧道工程進行探測前，相關技術人員需要對地質雷達進行探測前檢驗與評估，確保該地質雷達設備能夠正常使用，避免在探測時出現設備損壞等情況；其次，應當對地質雷達傳輸數據的標準參數進行確定與對比，並且在探測前做好地質雷達檢測工作，且將不同數據進行標註，通過重複檢測、多向檢測對地質雷達進行檢驗，提升地質雷達探測數據的準確性。
2.2地質雷測線布置
首先，在對地質雷達投入使用前，需要根據隧道走向、面積、地質情況等，利用科學計算等形式初步設定地質雷達分布的線路，確保將地質雷達的作用充分發揮。而在具體確定線路時，由於布置工作較為方便且快速，存在較高靈活度，因此在進行線路布置時只需要根據具體探測內容和探測目的進行雷達測線布置；其次，通常來講，地質雷達測線布置方式包括檢測點布置、網格路線布置以及檢測線路布置等，而在具體探測工作中，施工單位應當根據自身工程情況選擇最為適合的布置方式。
2.3探測數據整理與採集
首先，在利用地質雷達進行探測時，相關人員需要將雷達的天線兆數調低，並需要利用連續探測的方式，保證在15～30min內持續對隧道內部以及混凝土結構進行準確探測；其次，由於不同隧道工程對混凝土質量及隧道整體水平的要求不同，因此需要根據實際情況利用地質雷達針對不同部位進行探測。而在探測時，相關人員應密切關注地質雷達傳回來的影像圖與相關數據，並進行採集，確保將所有數據全都統計，並結合地質雷達探測原理對其初始數據進行採集與校正，提高檢測準確度。
2.4地質數據分析以及數據解釋
在實際地質勘察中，地質雷達勘測需要將勘察數據資料詳細記錄，將其中的數據進行全面解釋，利用數據分析的方式分析出其中的地質特點以及屬性，地質雷達勘察中主要包含隧道中的掌子面檢測、地質屬性等方面的勘察等，利用綜合手段對其進行全面分析，結合數據檢測做出正確的判斷。
2.5探測驗收工作
第一，應在地質雷達探測工作完畢後，進入隧道施工範圍對地質雷達探測到的結果及時發送到施工現場的計算機接收終端，而相關人員則需要對數據、圖像等進行計算與分析，並針對探測結果對隧道工程做出相應調整，並最終能夠對施工進行驗收與評估；第二，在檢測後需要將檢測數據進行收集並作為資料保存下來，並對設備進行妥善保管，確保下一次能夠順利進入檢測工作中。
3隧道質量檢測中地質雷達的具體應用
3.1對襯砌混凝土厚度的檢測
在傳統檢測方法中，我國大部分施工單位普遍採用鑽心法來對襯砌混凝土的厚度進行檢測，但由於此方法對襯砌混凝土的整體性破壞較大，且對工程質量產生一定影響，同時該檢測結果也不具代表性，因此，近年來我國多數施工單位已經改為採用地質雷達檢測法對襯砌混凝土的厚度進行評估，不僅能夠保證混凝土整體性不被破壞，同時也因雷達檢測的持續性較強而將檢測結果的準確性大幅度增加，因此，自90年代起，地質雷達已逐漸成為我國重要檢測方法之一。
3.2對襯砌混凝土內部膠結度的探測
部分施工單位在進行混凝土材料配比時，由於攪拌過程存在問題或者配比材料自身質量較低，而該混凝土材料在澆築時則出現澆築不均勻、氣泡過大過多以及缺少規則性等，但採用傳統檢測方法無法對這些情況及時進行檢測，因而出現之後膠結度較低的情況。而使用地質雷達對襯砌混凝土進行檢測，則能偶在檢測時通過發射高頻電磁波的方式對混凝土整體內部結果進行探測，並結合相關數據處理軟體等，一旦發現膠結度較低的部位，則能夠通過信號傳播、發送等將即使圖像輸送到計算機接收終端，將檢測結果直觀地呈現出來。例如，當地質雷達在探測時接收到波動較大的反射波，且呈現畸形、振幅明顯增強等形式，則說明在混凝土內部出現了大範圍局部變化，如果波形出現凌亂形式，則證明該處襯砌混凝土的膠結度較低，密實度較差。
4地質雷達在某隧道工程檢測中的應用實例
4.1隧道工程概況
某隧道屬於雙線分離式隧道，且左右分布共四條車道，整個隧道包含入口、出口，且在施工時採用兩側相向同時施工方法，隧道長度共計5527m。該隧道在入口處包括較多廢棄煤礦等，由於這些煤礦經過長期過度開採已成為多個煤礦採空區，因而在具體施工時，無法對這些煤礦採空區內部空間大小及延展形式進行準確測量。而在具體施工過程中，為了提高隧道施工質量、提升隧道施工安全係數，本次施工採用地質雷達檢測法對隧道襯砌質量進行探測。此次地質雷達預報設備為RAMAC/CUIII型探地雷達，選用大小為100MHz的屏蔽天線。採用點測法進行數據採集，採樣頻率1196MHz，採樣點數512；疊加次數128次，測點間距0.1m，採樣時窗620ns。襯砌質量檢測採用800MHz屏蔽天線，沿側線使用連續剖面掃描法，採樣點數512，採樣時窗50ns。
4.2對混凝土噴層厚度的檢測
首先，由於隧道內部圍岩存在一定壓迫性，因此在進行襯砌混凝土施工時需要針對圍岩自身存在壓迫度等進行全面檢查與分析，同時根據科學計算方法對襯砌混凝土的厚度進行計算，確保能夠利用襯砌混凝土的厚度對圍岩進行支撐。利用襯砌混凝土的承載力將圍岩的擠壓值降低到最小化。而根據我國《隧道施工技術規範》中的指示，在對混凝土噴層的平均厚度進行確定及檢測時，當其厚度的90%大於設計厚度時才算作標準，且其厚度也應當是設計厚度的1.5倍。而為了能夠在不損害襯砌混凝土的前提下，利用地質雷達對其噴層厚度進行檢測，通過對檢測圖的分析，最終得出結論：該牆壁的檢測點厚度與最小厚度均已達到標準水平。
4.3對混凝土缺陷情況的檢測
在我國隧道工程中，由於混凝土質量低下等存在問題，襯砌混凝土主要存在密實度底、脫空面積大以及出現空洞三種缺陷形式。則有可能在隧道爆破施工過程中，例如，隧道工程單位在進行二次襯砌時，如果一旦出現防水板鋪掛不當、封頂混凝土不均以及混凝土自身收縮等情況，則容易導致混凝土發生缺陷。如果利用爆破技術對該混凝土進行檢測，由於爆破人員自身技術不夠熟練、混凝土質量不達標等情況存在，因此在爆破後會出現爆破程度過大、爆破程度不夠以及爆破表面凹凸不平等情況。因此，本次檢測採用地質雷達對混凝土缺陷情況進行檢測。該隧道的空洞中常含有空氣，混凝土空洞中電磁波從襯砌經過空氣時，介電常數相差較大，產生一條反射波，在空氣中電磁波衰減較小，因此在空洞中易產生較強的多次反射，形成帶狀或三角狀波形，同相軸呈弧形且與相鄰軸不連續。隧道混凝土不密實、脫空、空洞所對應的地質雷達圖像的波形特徵。
4.4鋼支撐位置及數量
在對施工混凝土內部鋼筋分布支撐位置、鋼筋數量等情況進行檢測時，可採用地質雷達檢測方式。其原理為：鋼筋自身存在較高密度，而地質雷達在勘測時所發出的電磁波遇到鋼筋時會形成折回波，而該過程則能夠通過數據計算軟體等立即形成反射圖像，例如，當混凝土中存在鋼筋時，電磁波遇到鋼筋會呈現出較為強烈的月牙形繞射信號，而每一個繞射信號都代表其中一鋼筋及其位置。通過利用地質雷達對鋼筋位置和數量進行檢測，判斷該位置的施工是否符合施工要求，提高施工質量檢測率。
5結語
結合實例分析後我們可以知道，地質雷達不僅能夠提高工程檢測整體性與科學性，同時也具有較高的科學性、全面性，是目前我國普遍投入施工檢測工程中的主要檢測方法之一。而在具體應用過程中，為了進一步提升地質雷達勘測準確率，不僅需要對設備自身數據進行調試，同時也要提升技術人員與接收設備的整體水平，通過對檢測結果的準確分析與詳細計算等，確保隧道工程中混凝土整體質量，提升隧道工程的使用壽命和安全係數，為將來的隧道施工工程提供參考依據。
參考文獻：
[1]王佳.地質雷達在隧道工程檢測中的應用[J].工業c，2016（48）：245.
[2]肖秀明，成海，車海清，等.地質雷達在隧道工程檢測中的應用[J].工程建設與設計，2017（14）：78-80.
作者:張俊曦 單位:金華市天平交通工程試驗檢測諮詢有限公司
關鍵詞：隧道工程；地質雷達；工程檢測
1地質雷達工作原理
地質雷達是指利用電磁波發射及折回對地下電性介面進行探測、觀察的重要設備。在對地下進行探測時，地質雷達通過發射高頻電磁波對周圍環境進行勘查，而由於地下各處石質、土質橫截面不同，且能夠折射電波的能力也存在差異，因此在不同形態地質情況中折回的電波頻率也不盡相同，而通過對摺回電磁波、地質雷達發出電磁波以及折回時間等相關數據的分析與計算，通過最終處理得到地下勘測數據。而後，利用地質雷達探測結果結合施工現場施工地質情況以及相關地質勘查資料等，最終對地下地質情況、空間位置、內部環境以及構造等做出判斷。
2隧道工程檢測中地質雷達的工作步驟
2.1預先準備
首先，在對隧道工程進行探測前，相關技術人員需要對地質雷達進行探測前檢驗與評估，確保該地質雷達設備能夠正常使用，避免在探測時出現設備損壞等情況；其次，應當對地質雷達傳輸數據的標準參數進行確定與對比，並且在探測前做好地質雷達檢測工作，且將不同數據進行標註，通過重複檢測、多向檢測對地質雷達進行檢驗，提升地質雷達探測數據的準確性。
2.2地質雷測線布置
首先，在對地質雷達投入使用前，需要根據隧道走向、面積、地質情況等，利用科學計算等形式初步設定地質雷達分布的線路，確保將地質雷達的作用充分發揮。而在具體確定線路時，由於布置工作較為方便且快速，存在較高靈活度，因此在進行線路布置時只需要根據具體探測內容和探測目的進行雷達測線布置；其次，通常來講，地質雷達測線布置方式包括檢測點布置、網格路線布置以及檢測線路布置等，而在具體探測工作中，施工單位應當根據自身工程情況選擇最為適合的布置方式。
2.3探測數據整理與採集
首先，在利用地質雷達進行探測時，相關人員需要將雷達的天線兆數調低，並需要利用連續探測的方式，保證在15～30min內持續對隧道內部以及混凝土結構進行準確探測；其次，由於不同隧道工程對混凝土質量及隧道整體水平的要求不同，因此需要根據實際情況利用地質雷達針對不同部位進行探測。而在探測時，相關人員應密切關注地質雷達傳回來的影像圖與相關數據，並進行採集，確保將所有數據全都統計，並結合地質雷達探測原理對其初始數據進行採集與校正，提高檢測準確度。
2.4地質數據分析以及數據解釋
在實際地質勘察中，地質雷達勘測需要將勘察數據資料詳細記錄，將其中的數據進行全面解釋，利用數據分析的方式分析出其中的地質特點以及屬性，地質雷達勘察中主要包含隧道中的掌子面檢測、地質屬性等方面的勘察等，利用綜合手段對其進行全面分析，結合數據檢測做出正確的判斷。
2.5探測驗收工作
第一，應在地質雷達探測工作完畢後，進入隧道施工範圍對地質雷達探測到的結果及時發送到施工現場的計算機接收終端，而相關人員則需要對數據、圖像等進行計算與分析，並針對探測結果對隧道工程做出相應調整，並最終能夠對施工進行驗收與評估；第二，在檢測後需要將檢測數據進行收集並作為資料保存下來，並對設備進行妥善保管，確保下一次能夠順利進入檢測工作中。
3隧道質量檢測中地質雷達的具體應用
3.1對襯砌混凝土厚度的檢測
在傳統檢測方法中，我國大部分施工單位普遍採用鑽心法來對襯砌混凝土的厚度進行檢測，但由於此方法對襯砌混凝土的整體性破壞較大，且對工程質量產生一定影響，同時該檢測結果也不具代表性，因此，近年來我國多數施工單位已經改為採用地質雷達檢測法對襯砌混凝土的厚度進行評估，不僅能夠保證混凝土整體性不被破壞，同時也因雷達檢測的持續性較強而將檢測結果的準確性大幅度增加，因此，自90年代起，地質雷達已逐漸成為我國重要檢測方法之一。
3.2對襯砌混凝土內部膠結度的探測
部分施工單位在進行混凝土材料配比時，由於攪拌過程存在問題或者配比材料自身質量較低，而該混凝土材料在澆築時則出現澆築不均勻、氣泡過大過多以及缺少規則性等，但採用傳統檢測方法無法對這些情況及時進行檢測，因而出現之後膠結度較低的情況。而使用地質雷達對襯砌混凝土進行檢測，則能偶在檢測時通過發射高頻電磁波的方式對混凝土整體內部結果進行探測，並結合相關數據處理軟體等，一旦發現膠結度較低的部位，則能夠通過信號傳播、發送等將即使圖像輸送到計算機接收終端，將檢測結果直觀地呈現出來。例如，當地質雷達在探測時接收到波動較大的反射波，且呈現畸形、振幅明顯增強等形式，則說明在混凝土內部出現了大範圍局部變化，如果波形出現凌亂形式，則證明該處襯砌混凝土的膠結度較低，密實度較差。
4地質雷達在某隧道工程檢測中的應用實例
4.1隧道工程概況
某隧道屬於雙線分離式隧道，且左右分布共四條車道，整個隧道包含入口、出口，且在施工時採用兩側相向同時施工方法，隧道長度共計5527m。該隧道在入口處包括較多廢棄煤礦等，由於這些煤礦經過長期過度開採已成為多個煤礦採空區，因而在具體施工時，無法對這些煤礦採空區內部空間大小及延展形式進行準確測量。而在具體施工過程中，為了提高隧道施工質量、提升隧道施工安全係數，本次施工採用地質雷達檢測法對隧道襯砌質量進行探測。此次地質雷達預報設備為RAMAC/CUIII型探地雷達，選用大小為100MHz的屏蔽天線。採用點測法進行數據採集，採樣頻率1196MHz，採樣點數512；疊加次數128次，測點間距0.1m，採樣時窗620ns。襯砌質量檢測採用800MHz屏蔽天線，沿側線使用連續剖面掃描法，採樣點數512，採樣時窗50ns。
4.2對混凝土噴層厚度的檢測
首先，由於隧道內部圍岩存在一定壓迫性，因此在進行襯砌混凝土施工時需要針對圍岩自身存在壓迫度等進行全面檢查與分析，同時根據科學計算方法對襯砌混凝土的厚度進行計算，確保能夠利用襯砌混凝土的厚度對圍岩進行支撐。利用襯砌混凝土的承載力將圍岩的擠壓值降低到最小化。而根據我國《隧道施工技術規範》中的指示，在對混凝土噴層的平均厚度進行確定及檢測時，當其厚度的90%大於設計厚度時才算作標準，且其厚度也應當是設計厚度的1.5倍。而為了能夠在不損害襯砌混凝土的前提下，利用地質雷達對其噴層厚度進行檢測，通過對檢測圖的分析，最終得出結論：該牆壁的檢測點厚度與最小厚度均已達到標準水平。
4.3對混凝土缺陷情況的檢測
在我國隧道工程中，由於混凝土質量低下等存在問題，襯砌混凝土主要存在密實度底、脫空面積大以及出現空洞三種缺陷形式。則有可能在隧道爆破施工過程中，例如，隧道工程單位在進行二次襯砌時，如果一旦出現防水板鋪掛不當、封頂混凝土不均以及混凝土自身收縮等情況，則容易導致混凝土發生缺陷。如果利用爆破技術對該混凝土進行檢測，由於爆破人員自身技術不夠熟練、混凝土質量不達標等情況存在，因此在爆破後會出現爆破程度過大、爆破程度不夠以及爆破表面凹凸不平等情況。因此，本次檢測採用地質雷達對混凝土缺陷情況進行檢測。該隧道的空洞中常含有空氣，混凝土空洞中電磁波從襯砌經過空氣時，介電常數相差較大，產生一條反射波，在空氣中電磁波衰減較小，因此在空洞中易產生較強的多次反射，形成帶狀或三角狀波形，同相軸呈弧形且與相鄰軸不連續。隧道混凝土不密實、脫空、空洞所對應的地質雷達圖像的波形特徵。
4.4鋼支撐位置及數量
在對施工混凝土內部鋼筋分布支撐位置、鋼筋數量等情況進行檢測時，可採用地質雷達檢測方式。其原理為：鋼筋自身存在較高密度，而地質雷達在勘測時所發出的電磁波遇到鋼筋時會形成折回波，而該過程則能夠通過數據計算軟體等立即形成反射圖像，例如，當混凝土中存在鋼筋時，電磁波遇到鋼筋會呈現出較為強烈的月牙形繞射信號，而每一個繞射信號都代表其中一鋼筋及其位置。通過利用地質雷達對鋼筋位置和數量進行檢測，判斷該位置的施工是否符合施工要求，提高施工質量檢測率。
5結語
結合實例分析後我們可以知道，地質雷達不僅能夠提高工程檢測整體性與科學性，同時也具有較高的科學性、全面性，是目前我國普遍投入施工檢測工程中的主要檢測方法之一。而在具體應用過程中，為了進一步提升地質雷達勘測準確率，不僅需要對設備自身數據進行調試，同時也要提升技術人員與接收設備的整體水平，通過對檢測結果的準確分析與詳細計算等，確保隧道工程中混凝土整體質量，提升隧道工程的使用壽命和安全係數，為將來的隧道施工工程提供參考依據。
參考文獻：
[1]王佳.地質雷達在隧道工程檢測中的應用[J].工業c，2016（48）：245.
[2]肖秀明，成海，車海清，等.地質雷達在隧道工程檢測中的應用[J].工程建設與設計，2017（14）：78-80.
作者:張俊曦 單位:金華市天平交通工程試驗檢測諮詢有限公司
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