地质雷达在工程质量检测中的应用

冯　寅（四川中水成勘院工程勘察有限责任公司，四川　成都　610072）



地质雷达在工程质量检测中的应用

冯寅（四川中水成勘院工程勘察有限责任公司，四川成都610072）

如何在进行工程质量检测时尽量降低对受检体的损害，一直是工程质量检测所追求的目标。本文在介绍地质雷达方法的优势后，举例一工程实例介绍其实际应用效果，最终，得出地质雷达在查明混凝土衬砌内第一层钢筋数量的工程质量检测中具有很好的工程检测应用效果，是类似工程质量检测中值得推广的一种无损检测方法。

地质雷达法；混凝土；钢筋数量

1　前言

目前，在查明混凝土衬砌内第一层钢筋数量方面的检测方法有开孔或开槽检测和无损检测。其中开孔或开槽检测属于传统检测方法，不仅效率低，代表性差，偶然性大，而且破坏了衬砌的整体性；无损检测法是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态的所有技术手段的总称。它不仅效率高，代表性强，而且对检测对象无损害，是工程质量检测所追求的目标。本文介绍无损检测法中的地质雷达检测方法在查明混凝土衬砌内第一层钢筋数量方面的应用效果。

2　地质雷达测试方法与技术

2.1地质雷达优点

探地雷达（Ground Penetrating Radar，简称GPR）是利用无线电波来确定地下介质分布的一种方法。它是利用高频电磁波的反射来探测目标体，根据接收到的反射波的旅行时间、幅度与波形资料，推断地下介质的结构与分布。

探地雷达技术具有几个突出的优点：

（1）是一种非破坏性的地球物理探测技术，可以安全的应用于城市和在建的工程现场以及河流、水库的堤防；

（2）适应性和抗干扰能力强，可以在各种噪音环境下工作；

（3）与地震勘探有相通之处，地震方法中的许多成熟技术可以在雷达中应用；

（4）具有工程地质勘测方面较为满意的探测深度，配备低频天线，一般的地下地质条件下探测深度约为 30～50m，比较适宜的条件下可达近百米，浅层分辨率一般可达厘米级；

（5）自动化程度高，微机全程控制资料的采集、记录、处理和显示，可以实现实时处理；

（6）一般1～2人即可操作，可单点测量，也可连续测量，效率高、成本低。

2　工作原理及基本组成［1］

地质雷达是高频电磁波以宽频脉冲的形式，通过发射天线定向送入地下，经过存在电性差异的地下地层或目标体的反射后返回地面，由接收天线接收，如图1所示。脉冲波行程需时：

图1　地质雷达工作原理及基本组成

3　工程实例

3.1测试情况简介

本次测试目的是查明B洞K0+00～K0+2.9段左边墙衬砌第一层主筋的数量。根据目的要求，采用雷达测试方法，进行工程质量检测。主要使用的仪器为：SIR-3000雷达主机、900MHz及1500MHz收发一体天线。

3.2测线布置

B洞为城门型，边墙混凝土内表层钢筋距离混凝土表面20～30cm，主筋间间距为15cm，表层主筋分布平行于边墙表面且垂直于洞轴线。本次测线布置为距离B洞底板1.5m平行于洞轴线布置。测线布置示意图如图2。

图2　测线布置示意图

3.3测试参数的选择

本次地质雷达测试是采用美国GSSI生产的SIR-3000雷达系统，其主要部件包括：SIR-3000雷达主机、900MHz收发一体天线，如图3所示。该套雷达系统具有高精度、高分辨率，轻便快速，测试场地要求宽松的特点，可用于水电、公路、铁路等多领域的探测工作。

图3　

3.4测试成果分析

对B洞左边墙测试区测线资料进行处理分析后成果图见图4。根据钢筋与周边混凝土介电常数的明显差异，我们从图4中，分析出B洞左边墙测试区内的主筋分布数为25根。

图4　B洞K0+00～K0+2.9段左边墙混凝土钢筋地质雷达图像

为验证检测结果的准确性，最后对检测区进行了凿开检测。该检查区，凿开的照片如图5。从图5中我们能准确数出检测区内的主筋数为25根。

图5　B洞K0+00～K0+2.9段左边墙凝土开挖主筋实际分布图

通过雷达检测结果与凿开检测结果的对比，我们发现雷达检测结果与实际情况完全吻合，测试结果准确、可靠。

4　小结

本次使用雷达检测方法检测B洞K0+00～K0+2.9段左边衬砌墙主筋数量结果与实际情况完全吻合。同时，通过雷达检测结果与实际情况的对比发现：

雷达检测方法在检测距混凝土表面20～30cm，平行间距15cm的钢筋数量方面，准确可靠，同时具有对被测对象无损害的优点，是在类似工程质量检测中值得推广的一种检测方法。但同时在本工程实例中，也发现地质雷达检测由于混凝土第一层的钢筋对电磁波具有很强的吸收作用，致使距第一层40cm的第二层钢筋反射不明显，无法准确判断第二层钢筋的数量，因此，该方法也存在他的一定局限性，使用前需注意。

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冯 寅（1984-），男，研究生，工程师，主要从事水电站前期勘察物探项目工作。

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2095-2066（2016）14-0046-02

2016-5-1