地质雷达在高速公路隧道无损检测中的应用分析

牟 勇，赵 睿

(1.贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司，贵州 贵阳 550004;2.贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550008)

1 地质雷达的概述

1.1 地质雷达的特点分析

地质雷达是一种解决工程地质问题的新型技术，它可以运用于高速公路的隧道无损检测、岩石探测、裂缝探测，它能够对高速公路、机场跑道的地基和质量做检测。目前地质雷达已经成为高速公路无损检测的重要工具，它为其提供了较多的便利条件，它是一种非破坏性的探测技术，它可以安全的使用在施工现场，而且它工作的场地非常宽松，适用性较强。其次，在检测过程当中有非常满意的探测深度与分辨率，可以为现场直接提供记录，使得图像的呈现更为清晰、直观，而且它是便于携带的微型机，能够进行数字采集和分析处理。

1.2 地质雷达的工作原理

地质雷达的主要工作原理为，发射器发射出电磁脉冲信号，信号通过隧道墙壁，当发射波遇到介质发生变化时，就会产生反射波，反射波就会向原路传回然后被接受器接受到进行分析处理，而其余的发射波继续向前传播，当发射波再次遇到介质发生变化时又会产生反射波然后向回传递，这样再次被天线接收进行识别、分析，如此往返，电磁波在传播的过程当中就会对介质的差异性和缺陷进行识别。反射波和电磁波的振动频率不一样，所以雷达能够接收到反射波并且识别，再以图像的方式来呈现。

1.3 地质雷达参数

2 隧道当中常见的质量缺陷及判断标准

2.1 隧道中常见质量缺陷

在对隧道进行检测的时候通常发现的问题是衬砌厚度不足、有空洞、衬砌结构与围岩间存在间隙的。在加上受到温度变化的影响以及地下水的作用，隧道内容易发生漏水、腐蚀、震动等现象，严重影响到隧道的运行以及使用寿命。

2.2 地质雷达判定标准

根据相关文件表明地质雷达的图像判断标准，主要是从密实、空洞、钢架、钢筋几个方向进行，详见表1。

表1 地质雷达的图像判断标准

3 地质雷达在高速公路隧道当中的无损质量分析

3.1 高速公路隧道及检测背景分析

在运用地质雷达技术进行高速公路隧道无损检测时，首先要对隧道的基本情况作概述，了解高速公路隧道的建成年份以及隧道的地理位置，更要了解隧道的主体结构。对于隧道的深挖段、暗挖段要做详细的了解。其次，还要对隧道的一些检测背景做了解，比如排水孔、排水道是否堵塞，拱顶打孔是否能够进行长期排水，变形缝是否有渗漏水，混凝土结构是否完好，它们都能够为地质雷达的检测做基础工作。

3.2 地质雷达参数设置

结合检测的实际需求以及本次检测的目的，就需要采用不同频率的雷达天线，例如采用900 Hz的雷达天线具有以下的性能，首先它的探测深度可达0.5～1 m，每秒采样平均60个测点，而且每米扫描数也接近60个，能够每5 m做一个标记，所以设置好地质雷达的参数，能够完成相应的需求。

3.3 地质雷达图像解释

在对地质雷达的图像进行解释的过程当中，需要注意以下几个方面，首先不同的介质有不同的介电常数，例如当地质雷达的电磁波遇到有电信号差异的介质时就会发生反射，而且形成同相轴。所以在对地质雷达衬砌厚度图像解释过程当中，就需要根据它的平均值、设计厚度以及雷达检测法的介电常数做分析。其次，在对隧道的承接不明时对图像作解释的时候，要根据相位发生改变以及深部存在杂乱反射进行推断。而对隧道的承接钢筋图像解释时，对于钢筋的位置要做判断，这样才能够检测钢筋的位置和间隔，以此来推断出钢筋有无缺失的信息。

3.4 地质雷达图像分析难点

在对地质雷达图像的分析过程当中会存在以下的难点，第一是钢筋信号的分析，由于设计中大多数是双层钢筋布置，所以外层钢筋的雷达信息很好判别；而内层钢筋的信息，由于会受到其他因素的干扰，很难看出其具体的位置，再加上，由于施工各个因素的影响会导致钢筋的位置有所偏移，由此对钢筋的信号并未呈规则分布，由此给数据的分析造成了难度。最后，在采用地质雷达进行检测时，图像信息会受到其他信号的影响，从而会掩盖掉一部分真实的信号，这会给图像信息的分析带来一定程度的难度，比如在运行过程当中发电机、高压线以及其他带有磁的物体，都会影响隧道信息的获取，使得地质雷达图像处理识别受到其他信号的干扰。

4 结束语

简而言之，地质雷达能够快速而且没有损害的检测出高速公路隧道当中的钢筋保护层以及衬砌密实状况和钢筋状况，它能够对高速公路隧道的施工质量检测起到重要的作用。但是目前在实际工作当中，地质雷达的检测仍存在些许问题，所以就需要相关工作人员，必须不断的积累检测经验，对图像要从不同的角度进行解读，而且要合理的去对待雷达检测过程当中存在的缺陷，这样才能够真正使地质雷达技术更客观的运用于高速公路隧道无损检测之中。