提高地质雷达检测隧道衬砌效果的措施探讨

吴汉

摘 要：地质雷达检测方法在其应用过程中，能够完全做到无损失及极高的精准度。近些年来，地质雷达检测随着经济科技的发展也得到了相应的带动发展。文章首先对地质雷达检测技术的概念内涵进行了阐述说明，之后对有效提升隧道衬砌检测水平的科学措施进行了分析研究，从而帮助促进雷达检测技术的应用发展。

关键词：地质雷达；隧道衬砌；措施

由于社会在不断的进步发展，我国对于各类基础设施的建设力度也在逐步加大，铁路、公路等产业均得到了极为良好的发展。而在这些基础建设中，隧道工程的比重极大。运用雷达方式对隧道最终的衬砌状况进行检测能够获得较高的精度，但也不可否认存在着一定的问题，影响其最终检测效果。

1 地质雷达简要介绍

地质雷达技术是一门新兴的检测技术，其优势特点为能够实现长时间的检测，且获得较好的检测效果。因此，雷达检测手段已广泛应用于隧道衬砌及路面的检测工作中。在对隧道衬砌进行科学检测时，还需应用到升降机。在将工作人员抬升至指定位置后，工作人员需将雷达上的天线与隧道中的衬砌面相互贴合，而其具体的检测速度是每小时3～5千米。整体的检测效率极为低下。而由于铁路的天窗时间受到一定程度上的限制，因此，上述所说的检测方法无法对现场类的检测工作需求进行充分满足。为铁路隧道进行相关检测车辆的配置，对其具体的技术状况进行科学检测成当务之急。运用专属的雷达检测车辆进行隧道检测，应着重关注两方面的问题：第一，使地质雷达上配备的天线与隧道衬砌保持适宜的距离，以此将整体的检测速率进一步提升；第二，配备多个雷达天线并完成相应的安装工作，以此实现对多条线路的检测工作。

2 地质雷达检测隧道衬砌过程中的相关问题

2.1 精度方面的问题

在通常状况下，检测的准确性主要会受到相关仪器设备的影响，设备自身所具有的精度值越高，那么其所检测出的准确性则会越强。地质雷达检测有与此规律相统一的一面，却又不完全是。

雷达检测系统其自身的主要组成部分为主机及多个天线，且各天线的频率有所不同。而天线频率与其分辨率是成正比例关系，却又与检测的深度成反比例关系。因此，在运用地质雷达开展检测工作时，应着重关注检测率及所探测的深度这两点问题。着重关注任何一方都无法获取到最佳的检测效果。

地质雷达自身的精准度主要是受到其具体频率的影响，而相应的表现指标则为垂直型及水平型的分辨率。

2.2 空洞问题

喷射型混凝土与衬砌之间存在的距离一般保持在1m2标准之内，其图像的具体表现为具有双曲线的形同相轴。

铁路隧道如果属于喷射型混凝土与模筑的复合式衬砌，那么其所留的空隙应具备这么几点特征：混凝土表面与衬砌的底面之间存在着一定的空隙，而混凝土自身又会与空气进行接触从而形成一定的反射波，之后在图像中则会呈现出一个具有较高连续性的同相轴。对于整体剖面在显示屏中的图像进行分析，以此作为对混凝土及喷层之间存在的空隙状况进行明确判断的依据。不同色彩能够反映出的反射波振幅也存在着较大的差异，如果振幅较大，那么所存在的空隙也较大，两者之间的关系为正比例。

3 增强地质雷达检测隧道衬砌效果的科学措施

3.1 提升检测精度的科学措施

3.1.1 介电常数的标定。对雷达检测的最终精准度会形成直接性影响的便是雷达自身波速。而根本性的问题则是处于不同介质下物理状态的变化。当运用地质雷达实行隧道衬砌的检查工作时，对其波速的取芯点位进行科学的设置，同时再对隧道衬砌层面在各种物理状况下的波速进行统计分析，将其内部规律进一步寻找出来，能够将因波速而造成的精度偏差进行科学控制。

铁路隧道衬砌层面的厚度较为薄弱，而其结构却又具有一定的复杂多样性。衬砌表层与其内部结构之间将会出现诸多反射信号，而这些信号可能会出现堆叠或者偏离，久而久之便会对雷达的检测精度产生不利的影响。对各种反射信号进行科学的区分，能够有效提升地质雷达的检测精度。

3.1.2 多次波速的测量。有相关学者曾对多个铁路隧道衬砌进行了相应的检测工作，最终的检测结果是：在同一个铁路隧道中，如果其工程的完成是依靠多个施工单位的力量，那么其雷达波速的变化值范围为9%；而如果一个铁路隧道只有一个施工团队进行施工，那么其相应的波速变化范围则为5%。究其原因是混凝土强度自身所存在的离散性质以及其材料之间所存在的差异性。科学的解决方法是进行多次波速的检测。如果在一条铁路速到中进行5或6个波速值的检测，那么可将其误差控制在5%以下。如果想要对波速进行明确测定，还可应用微电测深法进行检测，此类方式较为简单灵活，也无需进行打孔操作，能够对铁路隧道的衬砌状况进行科学准确的检测。

对于铁路隧道衬砌厚度的检测精准度将会产生一定影响的因素还有未进行科学的“偏移”操作。地质雷达其自身在检测过程中所接收到的反射波是由被测反射面的经时在通过深转换操作后所得的，其方向为法向方向。因此，最终所测得的厚度并不是法向方向的厚度。（图1）。

图1 雷达测量射线示意

3.2 铁路隧道衬砌的回填密实科学措施

在铁路隧道衬砌检测中，在进行相应坍方处理操作后出现了部分空洞问题。坍方主要是指在进行相应的开挖操作后，铁路隧道出现了较大范围的坍落，且随着隧道的中线进行部分延伸，其长度标准通常不低于2cm，有时甚至超过了10cm。对坍方空洞的科学处理操作，具体为：小范围的坍方，如高度保持在1m左右的，可对其进行混凝土、干砌片石等材料的填充处理；而对于大范围的坍方，则不能采用将其完全填充满的方法，以免对其承载力造成损害。可对其采用支护方式进行相应的岩体固定，之后再运用砂层进行缓冲层面的制定。

4 结语

运用地质雷达进行铁路隧道衬砌具体状况的科学检测，虽然具有精度高、无损性较强的优势，但相应的代价便是巨大的工作量及较高的检测难度。对地质雷达检测工作进行一系列科学措施的制定，分析研究其相关问题，能够进一步提升整体的检测效果及相应的施工质量。

参考文献

[1] 孙凯，肖正福.地质雷达在隧道衬砌厚度检测中的准确度分析[J].路基工程，2013（03）.

[2] 费奎，郝海龙.地质雷达在衬砌检测中的误差分析[J].交通建设与管理，2011（02）.

摘 要：地质雷达检测方法在其应用过程中，能够完全做到无损失及极高的精准度。近些年来，地质雷达检测随着经济科技的发展也得到了相应的带动发展。文章首先对地质雷达检测技术的概念内涵进行了阐述说明，之后对有效提升隧道衬砌检测水平的科学措施进行了分析研究，从而帮助促进雷达检测技术的应用发展。

关键词：地质雷达；隧道衬砌；措施

由于社会在不断的进步发展，我国对于各类基础设施的建设力度也在逐步加大，铁路、公路等产业均得到了极为良好的发展。而在这些基础建设中，隧道工程的比重极大。运用雷达方式对隧道最终的衬砌状况进行检测能够获得较高的精度，但也不可否认存在着一定的问题，影响其最终检测效果。

1 地质雷达简要介绍

地质雷达技术是一门新兴的检测技术，其优势特点为能够实现长时间的检测，且获得较好的检测效果。因此，雷达检测手段已广泛应用于隧道衬砌及路面的检测工作中。在对隧道衬砌进行科学检测时，还需应用到升降机。在将工作人员抬升至指定位置后，工作人员需将雷达上的天线与隧道中的衬砌面相互贴合，而其具体的检测速度是每小时3～5千米。整体的检测效率极为低下。而由于铁路的天窗时间受到一定程度上的限制，因此，上述所说的检测方法无法对现场类的检测工作需求进行充分满足。为铁路隧道进行相关检测车辆的配置，对其具体的技术状况进行科学检测成当务之急。运用专属的雷达检测车辆进行隧道检测，应着重关注两方面的问题：第一，使地质雷达上配备的天线与隧道衬砌保持适宜的距离，以此将整体的检测速率进一步提升；第二，配备多个雷达天线并完成相应的安装工作，以此实现对多条线路的检测工作。

2 地质雷达检测隧道衬砌过程中的相关问题

2.1 精度方面的问题

在通常状况下，检测的准确性主要会受到相关仪器设备的影响，设备自身所具有的精度值越高，那么其所检测出的准确性则会越强。地质雷达检测有与此规律相统一的一面，却又不完全是。

雷达检测系统其自身的主要组成部分为主机及多个天线，且各天线的频率有所不同。而天线频率与其分辨率是成正比例关系，却又与检测的深度成反比例关系。因此，在运用地质雷达开展检测工作时，应着重关注检测率及所探测的深度这两点问题。着重关注任何一方都无法获取到最佳的检测效果。

地质雷达自身的精准度主要是受到其具体频率的影响，而相应的表现指标则为垂直型及水平型的分辨率。

2.2 空洞问题

喷射型混凝土与衬砌之间存在的距离一般保持在1m2标准之内，其图像的具体表现为具有双曲线的形同相轴。

铁路隧道如果属于喷射型混凝土与模筑的复合式衬砌，那么其所留的空隙应具备这么几点特征：混凝土表面与衬砌的底面之间存在着一定的空隙，而混凝土自身又会与空气进行接触从而形成一定的反射波，之后在图像中则会呈现出一个具有较高连续性的同相轴。对于整体剖面在显示屏中的图像进行分析，以此作为对混凝土及喷层之间存在的空隙状况进行明确判断的依据。不同色彩能够反映出的反射波振幅也存在着较大的差异，如果振幅较大，那么所存在的空隙也较大，两者之间的关系为正比例。

3 增强地质雷达检测隧道衬砌效果的科学措施

3.1 提升检测精度的科学措施

3.1.1 介电常数的标定。对雷达检测的最终精准度会形成直接性影响的便是雷达自身波速。而根本性的问题则是处于不同介质下物理状态的变化。当运用地质雷达实行隧道衬砌的检查工作时，对其波速的取芯点位进行科学的设置，同时再对隧道衬砌层面在各种物理状况下的波速进行统计分析，将其内部规律进一步寻找出来，能够将因波速而造成的精度偏差进行科学控制。

铁路隧道衬砌层面的厚度较为薄弱，而其结构却又具有一定的复杂多样性。衬砌表层与其内部结构之间将会出现诸多反射信号，而这些信号可能会出现堆叠或者偏离，久而久之便会对雷达的检测精度产生不利的影响。对各种反射信号进行科学的区分，能够有效提升地质雷达的检测精度。

3.1.2 多次波速的测量。有相关学者曾对多个铁路隧道衬砌进行了相应的检测工作，最终的检测结果是：在同一个铁路隧道中，如果其工程的完成是依靠多个施工单位的力量，那么其雷达波速的变化值范围为9%；而如果一个铁路隧道只有一个施工团队进行施工，那么其相应的波速变化范围则为5%。究其原因是混凝土强度自身所存在的离散性质以及其材料之间所存在的差异性。科学的解决方法是进行多次波速的检测。如果在一条铁路速到中进行5或6个波速值的检测，那么可将其误差控制在5%以下。如果想要对波速进行明确测定，还可应用微电测深法进行检测，此类方式较为简单灵活，也无需进行打孔操作，能够对铁路隧道的衬砌状况进行科学准确的检测。

对于铁路隧道衬砌厚度的检测精准度将会产生一定影响的因素还有未进行科学的“偏移”操作。地质雷达其自身在检测过程中所接收到的反射波是由被测反射面的经时在通过深转换操作后所得的，其方向为法向方向。因此，最终所测得的厚度并不是法向方向的厚度。（图1）。

图1 雷达测量射线示意

3.2 铁路隧道衬砌的回填密实科学措施

在铁路隧道衬砌检测中，在进行相应坍方处理操作后出现了部分空洞问题。坍方主要是指在进行相应的开挖操作后，铁路隧道出现了较大范围的坍落，且随着隧道的中线进行部分延伸，其长度标准通常不低于2cm，有时甚至超过了10cm。对坍方空洞的科学处理操作，具体为：小范围的坍方，如高度保持在1m左右的，可对其进行混凝土、干砌片石等材料的填充处理；而对于大范围的坍方，则不能采用将其完全填充满的方法，以免对其承载力造成损害。可对其采用支护方式进行相应的岩体固定，之后再运用砂层进行缓冲层面的制定。

4 结语

运用地质雷达进行铁路隧道衬砌具体状况的科学检测，虽然具有精度高、无损性较强的优势，但相应的代价便是巨大的工作量及较高的检测难度。对地质雷达检测工作进行一系列科学措施的制定，分析研究其相关问题，能够进一步提升整体的检测效果及相应的施工质量。

参考文献

[1] 孙凯，肖正福.地质雷达在隧道衬砌厚度检测中的准确度分析[J].路基工程，2013（03）.

[2] 费奎，郝海龙.地质雷达在衬砌检测中的误差分析[J].交通建设与管理，2011（02）.

摘 要：地质雷达检测方法在其应用过程中，能够完全做到无损失及极高的精准度。近些年来，地质雷达检测随着经济科技的发展也得到了相应的带动发展。文章首先对地质雷达检测技术的概念内涵进行了阐述说明，之后对有效提升隧道衬砌检测水平的科学措施进行了分析研究，从而帮助促进雷达检测技术的应用发展。

关键词：地质雷达；隧道衬砌；措施

由于社会在不断的进步发展，我国对于各类基础设施的建设力度也在逐步加大，铁路、公路等产业均得到了极为良好的发展。而在这些基础建设中，隧道工程的比重极大。运用雷达方式对隧道最终的衬砌状况进行检测能够获得较高的精度，但也不可否认存在着一定的问题，影响其最终检测效果。

1 地质雷达简要介绍

地质雷达技术是一门新兴的检测技术，其优势特点为能够实现长时间的检测，且获得较好的检测效果。因此，雷达检测手段已广泛应用于隧道衬砌及路面的检测工作中。在对隧道衬砌进行科学检测时，还需应用到升降机。在将工作人员抬升至指定位置后，工作人员需将雷达上的天线与隧道中的衬砌面相互贴合，而其具体的检测速度是每小时3～5千米。整体的检测效率极为低下。而由于铁路的天窗时间受到一定程度上的限制，因此，上述所说的检测方法无法对现场类的检测工作需求进行充分满足。为铁路隧道进行相关检测车辆的配置，对其具体的技术状况进行科学检测成当务之急。运用专属的雷达检测车辆进行隧道检测，应着重关注两方面的问题：第一，使地质雷达上配备的天线与隧道衬砌保持适宜的距离，以此将整体的检测速率进一步提升；第二，配备多个雷达天线并完成相应的安装工作，以此实现对多条线路的检测工作。

2 地质雷达检测隧道衬砌过程中的相关问题

2.1 精度方面的问题

在通常状况下，检测的准确性主要会受到相关仪器设备的影响，设备自身所具有的精度值越高，那么其所检测出的准确性则会越强。地质雷达检测有与此规律相统一的一面，却又不完全是。

雷达检测系统其自身的主要组成部分为主机及多个天线，且各天线的频率有所不同。而天线频率与其分辨率是成正比例关系，却又与检测的深度成反比例关系。因此，在运用地质雷达开展检测工作时，应着重关注检测率及所探测的深度这两点问题。着重关注任何一方都无法获取到最佳的检测效果。

地质雷达自身的精准度主要是受到其具体频率的影响，而相应的表现指标则为垂直型及水平型的分辨率。

2.2 空洞问题

喷射型混凝土与衬砌之间存在的距离一般保持在1m2标准之内，其图像的具体表现为具有双曲线的形同相轴。

铁路隧道如果属于喷射型混凝土与模筑的复合式衬砌，那么其所留的空隙应具备这么几点特征：混凝土表面与衬砌的底面之间存在着一定的空隙，而混凝土自身又会与空气进行接触从而形成一定的反射波，之后在图像中则会呈现出一个具有较高连续性的同相轴。对于整体剖面在显示屏中的图像进行分析，以此作为对混凝土及喷层之间存在的空隙状况进行明确判断的依据。不同色彩能够反映出的反射波振幅也存在着较大的差异，如果振幅较大，那么所存在的空隙也较大，两者之间的关系为正比例。

3 增强地质雷达检测隧道衬砌效果的科学措施

3.1 提升检测精度的科学措施

3.1.1 介电常数的标定。对雷达检测的最终精准度会形成直接性影响的便是雷达自身波速。而根本性的问题则是处于不同介质下物理状态的变化。当运用地质雷达实行隧道衬砌的检查工作时，对其波速的取芯点位进行科学的设置，同时再对隧道衬砌层面在各种物理状况下的波速进行统计分析，将其内部规律进一步寻找出来，能够将因波速而造成的精度偏差进行科学控制。

铁路隧道衬砌层面的厚度较为薄弱，而其结构却又具有一定的复杂多样性。衬砌表层与其内部结构之间将会出现诸多反射信号，而这些信号可能会出现堆叠或者偏离，久而久之便会对雷达的检测精度产生不利的影响。对各种反射信号进行科学的区分，能够有效提升地质雷达的检测精度。

3.1.2 多次波速的测量。有相关学者曾对多个铁路隧道衬砌进行了相应的检测工作，最终的检测结果是：在同一个铁路隧道中，如果其工程的完成是依靠多个施工单位的力量，那么其雷达波速的变化值范围为9%；而如果一个铁路隧道只有一个施工团队进行施工，那么其相应的波速变化范围则为5%。究其原因是混凝土强度自身所存在的离散性质以及其材料之间所存在的差异性。科学的解决方法是进行多次波速的检测。如果在一条铁路速到中进行5或6个波速值的检测，那么可将其误差控制在5%以下。如果想要对波速进行明确测定，还可应用微电测深法进行检测，此类方式较为简单灵活，也无需进行打孔操作，能够对铁路隧道的衬砌状况进行科学准确的检测。

对于铁路隧道衬砌厚度的检测精准度将会产生一定影响的因素还有未进行科学的“偏移”操作。地质雷达其自身在检测过程中所接收到的反射波是由被测反射面的经时在通过深转换操作后所得的，其方向为法向方向。因此，最终所测得的厚度并不是法向方向的厚度。（图1）。

图1 雷达测量射线示意

3.2 铁路隧道衬砌的回填密实科学措施

在铁路隧道衬砌检测中，在进行相应坍方处理操作后出现了部分空洞问题。坍方主要是指在进行相应的开挖操作后，铁路隧道出现了较大范围的坍落，且随着隧道的中线进行部分延伸，其长度标准通常不低于2cm，有时甚至超过了10cm。对坍方空洞的科学处理操作，具体为：小范围的坍方，如高度保持在1m左右的，可对其进行混凝土、干砌片石等材料的填充处理；而对于大范围的坍方，则不能采用将其完全填充满的方法，以免对其承载力造成损害。可对其采用支护方式进行相应的岩体固定，之后再运用砂层进行缓冲层面的制定。

4 结语

运用地质雷达进行铁路隧道衬砌具体状况的科学检测，虽然具有精度高、无损性较强的优势，但相应的代价便是巨大的工作量及较高的检测难度。对地质雷达检测工作进行一系列科学措施的制定，分析研究其相关问题，能够进一步提升整体的检测效果及相应的施工质量。

参考文献

[1] 孙凯，肖正福.地质雷达在隧道衬砌厚度检测中的准确度分析[J].路基工程，2013（03）.

[2] 费奎，郝海龙.地质雷达在衬砌检测中的误差分析[J].交通建设与管理，2011（02）.