隧道衬砌地质雷达无损检测专业技术

隧道衬砌质量地质雷达无损检测技术

1 前言

１.1工艺概况

铁路隧道衬砌是隐蔽工程，用传统的目测或钻孔对其质量进行检测有较大的局限性；应用物理勘探的方法对隧道衬砌混凝土进行无损检测，可取得快速、安全、可靠的效果。

１.２工艺原理

电磁反射波法(地质雷达)由主机、天线和配套软件等几部分组成。根据电磁波在有耗介质中的传播特性,当发射天线向被测介质发射高频脉冲电磁波时,电磁波遇到不均匀体(接口)时会反射一部分电磁波,其反射系数主要取决于被测介质的介电常数,雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理，达到探测识别目标物体的目的(图1)。

图1 地质雷达基本原理示意图

电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT,即可据下式算出异常介质的埋藏深度Ｈ:

H V T

=??2（1)

式中，V 是电磁波在介质中的传播速度,其大小由下式表示：

V C

=ε

（2) 式中,Ｃ是电磁波在大气中的传播速度，约为３.0×１08m/s;

ε为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同。

雷达波反射信号的振幅与反射系统成正比,在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数可表示为：

212

1εεεε+-=r (3)

反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越大,反射信号越强。

雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。电导率越高,穿透深度越小；频率越高，穿透深度越小。

2 工艺特点

电磁反射波法（地质雷达)能够预测隧道施工中衬砌的各种质量问题,分辨率高,精度高，探测深度一般在0．5m ～2.0m 左右。利用高频电磁脉冲波的反射,中心工作频率400M Ｈｚ/９０0 MHz ／150０ MH ｚ;

采用宽带短脉冲和高采样率，分辨率较高;

采用可调程序高次迭加和多波处理等信号恢复技术，大大改善了信噪比和图像显示性能。

(1）操作简单,对工作环境要求不高;

(2）对衬砌隐蔽工程质量问题性质判断一般精度较高，分辨率可达到2～5ｃm,检测的深度、结构尺寸以及里程偏差或误差小于10%，缺陷类型识别准确度达９５％以上；

(3）通过专业的RA ＤAN ６．0分析软件,专业的技术人员可以迅速的完成数据处理等。

3 适用范围