地质雷达在隧道病害检测中应用价值分析

张 勇

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司)

1 地质雷达简述

地质雷达其实是一种电磁技术，其主要的作用为地下介质光谱的明确，其工作的原理为基于电磁波脉冲可于地下传播这一原理来实施工作。简单地讲就是借助于发射天线把电磁波脉冲发出，当其在地下进行传播时会被介质介面所反射，接着由接收天线来接收上述电磁波脉冲。由于在介质中进行电磁波的传播时，不管是电磁波的波形，还是其路径与磁场强度，均会随着所经过的这一介质几何形态与性质而发生相应的改变。对此，在检测中，可结合所接收到的关于波的实际波形资料、双程走时以及幅度等相关信息，对介质结构进行综合评判。

2 地质雷达在隧道病害检测中应用价值分析

2.1 工程案例简述

该隧道工程为黄土隧道，其运营的时间超过6年，在运营过程中，出现了不同程度以及类型的病害，其病害主要表现如下:洞身出现了较多的裂缝，隧道洞身出现了较为严重的渗水问题与漏水问题，隧道洞身衬砌混凝土出现了严重的腐蚀问题，路面的受损较为严重等。此外，在隧道洞内渗漏水的检查与调查中，发现其渗水的位置主要是施工缝，由此可见，该该隧道部分防水板以及止水带已经被破坏，需重新进行配水系统的设计与设置，以此把隧道衬砌背后积水有效地引排到洞外。

2.2 检测

(1)检测方式。基于上述内容，为进一步了解与掌握该隧道病害程度和现状，在本隧道工程中决定采用地质雷达对上述渗水较为严重的位置进行检测，检测具体位置为隧道下行线XK29 +090 ～XK29 +310，所分析的内容主要为衬砌背后有无富水区以及其具体面积大小。在检测过程中，于左右边墙分别设置了两条相应的测线，其中左边墙测线所处位置和检修道盖板之间的距离为1 m，右边墙测线所处位置和检修道盖板之间的距离为2.5 m。同时在左拱腰以及右拱腰分别设置一条测线，在拱顶设置一条。

(2)检测结果。在本次检测中，通过综合分析所采集到相关雷达数据以及图像，发现在该段中衬砌背后含水量比较大的区域在XK29 + 267 ～XK29 + 310 区间，整个段长为43 m，但未存有富水区。而富水区则处于XK29 + 090 ～XK29 +267 这一段，所得检测结果如表1 所示。

表1 隧道下行线的富水区雷达检测结果

2.3 原因分析和处理措施

(1)原因分析。从表1 中的数据来看，该隧道工程XK29 +100 ～XK29 +310 段的地下水比较丰富，由于洞侧蓄水，再加上其水位也比较高，因此造成洞身附近围岩的含水量相对较大，从施工资料来看，其围岩含水量已达到了29.5%，而这也是该隧道工程洞身漏水以及渗水最为主要的因素。同时再加上洞顶居民生活用水、洞身左侧常年积水等，也为该隧道出现渗水问题埋下了隐患。除此之外，中央排水沟的堵塞，在冬季排水管的冻结造成排水系统出现堵塞，使得地下水不可有效排除，最终积压遇到洞身，造成地下水沿着衬砌缝或者施工缝等流至隧道的内部，使得隧道出现渗漏水问题。

(2)处理措施。充分利用该隧道原有的排水系统，确保其所具清淤以及疏通所用得以充分发挥。在隧道渗水较为严重的位置，每隔大约5 m 侧墙的施工缝位置进行饮排水暗槽的设置，如果渗水点没有在施工缝，则在渗漏水的具体位置进行饮排水暗槽的设置，基于原结构所设电缆槽，在纵向进行排水沟的设置，所设置的引排水暗槽于拱脚位置应该和新增设的这一排水沟相通，且和外部的排水沟连接，从而使隧道中的水得以及时排出。同时还可采取凿槽封堵的方式，对于渗水不严重的裂缝可用防水混凝土来实施封堵，而对于比较大的裂缝，且渗水也比较严重的，则在凿槽封堵以后利用聚氨酯溶液来实施止水注浆。除此之外，还要做好相应的保温工作，以免因渗水结冰造成排水沟或者排水管堵塞，继而造成渗水回流而出现更为严重的渗水问题或者路面结冰问题。并且还应增强隧道衬砌结构的防水性能，在实施补强以后，全部隧道均重新进行防水装饰涂料的涂刷。

2.4 应用价值分析

从地质雷达技的实际应用情况，所获检测效果良好，其应用价值主要表现为以下几个方面:(1)地质雷达检测方式快速，且对隧道病害进行准确地检测，尤其在隧道渗水病害的检测上，可对隧道安全性进行合理且客观地评价，以此为隧道病害诊断提供更为合理的依据。(2)在本次工程中，通过地质雷达检测技术的应用，更为深入地了解了该工程隧道渗水病害程度，同时基于此，通过采取具有针对性的处理措施，使得该隧道工程病害问题得到了有效地解决。(3)根据地质雷达所采集到的图像以及数据，通过合理且科学地分析与处理，超前预测隧道工程可能出现的各种病害。

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