铁路探地雷达
K2型探地雷达
K2型探地雷达K2型探地雷达博泰克雷达系统简介博泰克RIS探地雷达是由意大利IDS 公司推出的物探仪器，它适用于多种工程勘察工作，广泛用于隧道检测、铁路及公路的路基检测、隧道超前预报,沥青铺设质量评估、管线探测、建筑物检测、堤坝隐患探测、考古研究、地质勘探等方面，意大利IDS公司一直致力于航空领域的导航雷达及军用雷达的开发研制，并且居世界领先水平；从八十年代起，他们在通用雷达的基础上，发挥了自身在雷达探测方面的优势，反复研究，终于研制成功了适用最强的高精度天线阵雷达，并获得多项专利，使雷达探测上升到一个新水平，是目前世界上分辨率最高的雷达。
在2000年由美国权威公司组织的世界雷达比武会上, 博泰克RIS雷达以其探测目标数量最多，探测速度最快而荣获第一；并且是唯一在规定时间内完成全部探测任务，并通过其后处理软件绘制出所有探测目标图的雷达。
该雷达系统独有天线阵组合，且十分轻便，外业工作时可由单人进行测试；WINDOWS操作界面，操作简便；既能存储已处理的雷达数据，也可以保存原始的雷达数据，以用于后期分析；雷达图象分析的自动化程度高，且能够在CAD中自动绘制图形，具有分辨率高、自动化程度高、快速经济等优点。
1980年，全世界第一台天线阵雷达诞生在意大利IDS公司，从而引发了世界雷达界关于更高分辨率及探测速度更快的雷达技术的革命；经过二十多年的发展，IDS已成为目前世界上技术最先进的探地雷达生产厂家，在天线屏蔽技术、天线阵技术、雷达处理软件等众多方面远远领先于其它的雷达产品。
目前IDS 拥有全球频率最低的屏蔽天线，拥有天线频率最全的天线及天线阵；并且为了严格控制产品质量，IDS 公司自己生产主机、所有天线和软件。
进入中国以来，已有包括铁道部、建设部、冶金部、交通部、国家测绘局、市政、高等院校、科研机构等众多用户在使用RIS探地雷达，同时也在享受最快最完善的售后服务。
RIS探地雷达(市政管线探测及绘图)目前，管线探测主要还是采用直接量取明显管线点和管线探测仪相结合的方法，不仅速度较慢，而且对于深部管线和非金属管线无能为力；此外，采集到的大量管线点数据也不便后期管理和查询。
地质雷达在铁路隧道工程钢筋钢架检测中的应用
磁波 的反射 系数 为 Ｒ 一 （ 一￣ｓ）／ （ ＋ 。 ，￡ ／。 ） 和 分别 为界 面两 侧 的相对 介 电 常
数 ，电磁波 的反 射系 数取决 于 界面两 边媒 介 的相对 介 电常数 的差 异 ，差 异越 大 ，反 射 系数也 越 大 ，因此 当两 侧介 电常 数差 异显 著 时 ，反 射现象 明显 。表 １为隧道 钢筋 、钢架 检测 中常 ］ 见介 质 的相 对介 电常 数和 电滋 波速 。 在地质 雷达 频率 范 围内 ，雷达 脉冲 波速度 （ ）公 式为 ：
空 气
相对 介 电常 数
１
电磁 波 速 度 （ ｎ） ． ｍ／ ｓ
Ｏ３ ．
混 凝 土
淡 水
５ ～８
８ １
０ ０ ５ ０ １ ． ５ ～ ．２
０Ｏ３ ． ３
钢 筋
Ｏ
根据 电磁波 在混凝 土 中的传播 速度 和发射 、接 收 的时 间差 可 以判 定反 射 电磁 波 的 目标 物
１ ２ ９
福
建
地
质
Ｇｅｌｇ ｆ ｕｉｎ ｏｏ ｙｏ ｊ Ｆ ａ
第
３ 卷 １
表 １ 钢 筋 、钢 架检 测 中介质 的相对 介 电常数和 电滋波 速度
Ｔａ ｌ Ｔｈ ｅ ａ ｉ ｅｄｉｌｃ ｒｃ ｃ ｎｓａ ｎ ｈ ｅｏ ｉｙ ｏｆｅｅ ｔｏ ａ ｎ ｔｃ ｂｅ１ ｅ ｒ ｌｔｖ ｅｅ ｔ ｉ ｏ ｔ ｎｓａ ｄ ｔ ｅｖ ｌｃ ｔ ｌｃ ｒ ｍ ｇ ｅ ｉ ｗａ ｅ ｏ ｏ ｍ ｏ ｅ ｅ ｔｉ ｓｉ ｅ ｔｎｇ ｏ ｉｔ ｉ ｕ ｉ ｇ ｂ ｒ ｎ ｒ ｍ ｅ ｖ ｆｃ ｍ ｎ ｄｉｌｃ ｒｃ ｎ ｔ ｓｉ ｆｄ ｓ ｒｂ ｔｎ ａ ｓａ ｄ ｆ ａ ｓ 介 质
探地雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用
时窗的选择应略大于推算值 ， 保留适当的富余。 部分物质的介电常数如表 １ 所示 。
表 １ 部分物质介 电常数
介质类型 空气 纯水 花 岗岩 石： 荻岩
饱 和 黏 土
相对介 电常数 ｌ ８ ｌ ５ ７
８＾ｌ ，２
介质类型 混凝土 Ｐ Ｃ管 Ｖ 砂卵石 沥青
关键 词 探 地 雷达 滤波 分辨 率 干扰 介 电常 数
探地 雷达 检测 技术 作为 一 种 无 损 伤 、 高精 度 的物 理 探测 方法 ， 在铁路 、 路 、 筑 、 公 建 考古等 方 面得到 了成
功 的应用 。
道作 出里 程 标 识 。一 般 是 从 隧道 的进 口处 开 始 ， ５ 每
维普资讯
３ ６
铁
道
勘
察
２０ ０６年第 １ 期
探 地 雷达在 铁 路 隧道 衬砌 质 量 检 测 中的应 用
张 峰 陈 曦
（ 中铁八局集 团建筑工程有 限公 司，四川成都 ６０ ８ ） １０ １
Ｔ ｅＡｐ ｌ ａｉｎ ｏ ｅＧｒ ｕ ｄＲａ ａ ｈ ａｉ ｈ ｐｉ ｔ ｆｔ ｏ ｎ ｄ ｒｉ ｔｅＱｕ ｌｙ ｃ ｏ ｈ ｎ ｔ
当天线在 移动 中与衬砌表 面距 离发 生变化 时 ， 衬砌 与 围
扫描点数 ≥１ × × ０ Ｔ 若使用 ４０Ｍ ｚ ０ Ｈ 的天线 ， 扫描样点数一般取 １ ２ ４ ０
（ ａ ｐｅ Ｓ ａ ） Ｓ ｍ ｌ ｃｎ 。 ／
２ ３ 增益点数的选择 ．
增益点数的作用是将采集到 的扫描线 ， 在不 同的 时间段作不 同倍数 的放大。增益太 大将 造成信号削 检测剖面时 ， 主机采集到的数据
是一 系列 连续 、 滑 的彩色 图谱 ， 平 而雷达 设 备不能 自动
地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用
地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用1. 引言1.1 地质雷达技术概述地质雷达技术是一种利用电磁波探测地下结构的无损检测技术。
通过发送电磁波到地下，根据波的反射和传播特性来获取地下结构的信息。
地质雷达技术在地质勘探、环境监测、建筑检测等领域有着广泛的应用。
地质雷达设备一般包括发射器和接收器两部分，发射器向地下发送电磁波，接收器接收反射回来的信号并将数据传输到处理系统进行分析和成像。
地质雷达技术具有高分辨率、快速获取数据、非破坏性检测等优点，能够有效地获取地下结构的信息并用于工程勘测和质量检测等领域。
随着技术的不断发展，地质雷达技术在工程领域的应用将会进一步扩大，为工程建设提供更加可靠的技术支持。
1.2 铁路隧道衬砌质量检测的重要性铁路隧道作为重要的交通设施，在运行过程中需要经常进行维护和检修，其中铁路隧道衬砌质量的检测就显得至关重要。
铁路隧道衬砌是为了增强隧道结构的稳定性和承载能力而设置的，如果衬砌质量存在问题，将直接影响隧道的使用安全和运行效率。
铁路隧道衬砌质量的检测可以保障铁路运输的安全。
不同材质、质量不同的衬砌在承载能力上存在差异，合格的衬砌可以有效提升铁路隧道的安全系数，减少事故发生的概率。
通过地质雷达技术进行衬砌质量检测，可以及时发现衬砌的裂缝、空洞等质量问题，提前采取修复措施，避免发生意外事故。
铁路隧道衬砌质量的检测可以延长隧道的使用寿命。
隧道衬砌作为隧道结构的重要组成部分，质量问题一旦发生将直接影响隧道的使用寿命，甚至引发隧道结构的倒塌。
通过定期使用地质雷达技术进行衬砌质量检测，可以及时发现和修复衬砌的质量问题，延长隧道的使用寿命，节约维修成本，提高铁路设施的整体运行效率。
铁路隧道衬砌质量检测的重要性不言而喻。
地质雷达技术的应用为铁路隧道衬砌质量检测提供了一种高效、准确的方法，对于保障铁路运输安全、延长隧道使用寿命具有重要意义。
2. 正文2.1 地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的原理地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的原理是基于其工作原理和特点实现的。
地质雷达技术在某铁路隧道质量检测中的应用
８ １
电磁波速率 （ ｔ） ｍ／ ｓ ￣
３Ｏ ０ ５～１０ ５ ２
３ ３
空 气 混 凝 土
淡 水
花 岗岩
５ ８ ～
１６ １０ ０ ～ ２
２ 检 测 项 目及 仪 器设 备
检测 项 目：隧道 衬砌 、隧底 的凝 混 土厚度 和 密实 度及 衬 砌 、隧底 内的钢格 栅 、钢 筋等 材
地质 雷达铁 路 隧道检 测技术 是在铁 路 隧道 的局 部建 设过程 中或建成 后 ，利 用先 进 的地 质 雷 达对隧道 部件 进行无 损检 测 ，通 过科 学 的检 测评 价 ，用定性 和定 量指标 来评 价铁路 隧道 的
工程 质量 ， 发现 铁路 隧道病 害 ，为采取 措施 消除铁 路 隧道 安全 隐患 提供依 据 。
表 １ 隧 道 检 测 中 常 见 介 质 的 相 对 介 电 常 数 和 电磁 波 速 度
Ｔａ ｌ Ｔｈｅ ｒ ｌ ｔ ｖ ｉ ｌ ｃ ｒ ｃ ｃ ｎ ｔ ｎ ｓ ａ ｈｅ ｖ ｌ ｃ ｔ ｆ ｅ ｅ ｔ ｏ ａ ｎｅ ｉ ｂｅ１ ｅ ａ ｉ ｅ ｄ ｅ ｅ ｔ ｉ ｏ ｓ ａ ｔ ｎｄ ｔ ｅ ｏ ｉ ｙ ｏ ｌ ｃ ｒ ｍ ｇ ｔ ｃ ｗａ ｅ ｆ ｃ ｍ ｍ ｏ ｉ ｌ ｃ ｒ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ ｔ ｃ ｉ ｎ ｖ ｓｏ ｏ ｎ ｄ ｅ ｅ ｔ ｉ ｓ ｉ ｈｅ ｔ ｎｎ ｌｄｅ ｅ ｔ ｏ 介 质 相 对 介 电 常 数
料 的分布 情况 。
仪器 设备 ：使 用 美 国 ＧＳ Ｉ 司 生 产 的 ＴＥ ＲＡＳ Ｒ Ｈ Ｉ ０ ０地 质 雷 达 系 统 （ 称 Ｓ公 Ｒ Ｉ Ｃ ＳＲ ３０ 简
ＳＩ ３ ０）。 Ｒ ００
第 ３ 期
石 利 锋 ：地 质 雷 达 技 术 在 某 铁 路 隧道 质 量检 测 中 的（ ． ｎ ） 一 电磁波 在 材料 中的传 播 速 度 （ ｎ ） ｒ 介 质 的相 对 介 电常 ０ ３ｍ／ ｓ ； ｍ／ ｓ ；￡一 数。 注 ：该公 式应 用 于地 质 雷达 电磁 波 通过 单一 介质 时 的深 度计 算 ，当雷 达 电磁 波通 过 多重
探地雷达在重载铁路隧道仰拱检测中的应用
探地雷达在重载铁路隧道仰拱检测中的应用摘要：重载铁路隧道仰拱具有施工深度大、填筑层混凝土材料用量大且强度低、排水设施密集等特点。
探地雷达检测难度远远大于其他铁路隧道。
如何保证在重载铁路隧道仰拱质量检测中的准确性及可靠性一直困扰着铁路检测工作者们。
本文以重载铁路隧道仰拱质量检测为例，结合工程实践，介绍了雷达法检测重载铁路隧道仰拱的方法、后期数据的分析与解释以及检测中常见干扰的解读。
关键词：重载铁路隧道仰拱探地雷达质量检测重载铁路始于20世纪20年代，至今已经在世界上很多国家广泛采用，特别是对于幅员辽阔的大陆国家，具有更重要的现实意义。
所谓重载铁路，是指年运量为2000万t的铁路、单元或组合列车达到或超过5000 t、车辆中车轴轴重为25 t，具备以上条件之二者，可视为重载。
随着国家重载铁路隧道数量的逐年增加，其在运营过程中暴露出来的病害也在接连发生。
这就迫切需要一种高效、快速、全面的检测方法来解决隧道病害这一难题，使隧道病害能够提前得到治理。
探地雷达检测方法不仅克服了传统方法只靠目测和打孔抽查对隧道质量检测的以点盖面的不全面的缺点，而且是一种采用高科技手段，以其快速、高效、无损、高分辨率和高准确率的优点，在重载铁路隧道质量检测中得到了广泛的应用。
受诸多因素影响，重载铁路隧道仰拱混凝土质量可能出现厚度未达到设计要求或脱空、不密实等质量问题。
为及时发现这些问题，需对铁路隧道的仰拱质量进行快速且分辨率高的检测，为隧道工程的科学管理提供依据。
1 仰拱质量检测方法由于重载铁路隧道仰拱具有施工深度大、填筑层混凝土材料用量大且强度低、排水设施密集等特点。
检测时测线布置、波速标定及天线频率的选择与其他铁路隧道检测存在一定差异。
1.1 测线布置[1]仰拱检测，测线布置以纵向布置为主，横向布置为辅，检测中发现不合格地段应加密测线。
测线布置应尽量避开干扰物体，且不影响标记的识别。
纵向测线一般布置于仰拱行车中心线附近，需要分段测量时，相邻测量段接头重复长度不应小于1 m；横向测线间距一般为8～12 m。
地质雷达高速探测方法在铁路路基检测中的应用
地质雷达高速探测方法在铁路路基检测中的应用作者：王伟来源：《科学与财富》2016年第28期摘要：针对铁路路基沉降、变形等病害带来的安全隐患问题，突出了地质雷达在铁路路基病害检测中准确、无损、便捷的性质，能准确的识别出病害的位置、深度以及类型的特性以及满足铁路路基检测数据量大，检测速度按快的需求。
通过工程探测实例，说明地质雷达在对铁路路基检测中的高速、实用和优越性。
关键词：地质雷达；铁路路基；数据处理1地质雷达1.1地质雷达简介地质雷达（Ground Penetrating Radar简称GPR）方法是一种用于确定地下介质分布的广谱（1MHz～2.5GHz）电磁波技术，是近年来一种新兴的地下探测与混凝土建筑物无损探测的新技术，天线屏蔽干扰小，探测范围广，分辨率高，具有实时数据处理和信号增强的功能，可进行连续或单点透视扫描，现场实时显示二维剖面[1]。
当雷达系统利用天线向地下发射宽频带高频电磁波，电磁波信号在介质内部传播时遇到介电差异较大的介质界面时，就会发生反射、透射和折射。
两种介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射回的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，由雷达主机精确记录下反射回的电磁波的运动特征，再通过信号技术处理，形成雷达扫描图像，工程技术人员通过对雷达图像的判读，判断出地下目标物的实际结构情况。
实测时将雷达天线贴于被探测面，沿测线连续滑动（或定点探测），采用手动打标进行定位，根据系统配置和天线滑行速度设定空间采样率，雷达主机实时记录每个测点反射波的时间和振幅值，构成连续雷达剖面。
当地下介质的波速已知时，根据所探测到的双程旅行时，就可以求得目标体的位置和埋深。
应用专业软件，分析反射波同相轴的波形和波阻特征，就可以获得探测面以下介质信息。
地质雷达工作原理见图1[2-7]。
1.2地质雷达组成实际应用的地质雷达主要由发射天线系统、接收天线系统、控制单元、微型计算机系统四部分组成。
铁路隧道衬砌地质雷达探测应用研究
探地雷达 ， 选用 ５ ０ ＭＨ 天线 。 雷达检测速度快 、 ０ ｚ 该 精度 高， 自带 自动定位系统可以准确定位 。测试参数如下 ： （ ）采样点数 ：８ １ ２ ３点（ 底板 ５ ２ ） ６点
（ ）窗 口时 间 ：０ ｎ（ 板 ８ １） ２ ４ ｓ底 ０１ ８ ，
（ ）触发方式 ： ３ 测量轮触发
判 断二衬厚度的准确性有些难度。 当两层衬砌之间有较大 的
脱 空 区 时 ， 二衬 与 空 区 界 面 处 产 生 强 烈 的 反射 ， 衬 的 厚 在 二 度较易确定 。
虑检测 的工作效率 ， 这就要求将现场采集和资料解释这两个
过 程协 调 起 来 。 以必 须 通过 一 定 的辅 助手 段 来 简化 内业 工 所
２ ｍ 内， ０ｅ 出现多次 呈弧形 反射 波 ， 与相邻道 之间发 生相 位 错位 。 在一段水平距离 内， 其能量 明显增强 。在深度为 ５ ｃ ｍ
底板部分或较大范 围内衬砌不密实 ， 这些都是不连续 的强反 射能量 团块（ 条带 ） 状异常 ， 因为有多个界 面对 电磁 波多次反 射 的结果 。
３３ ・
以上 ， 波形 同相轴连续 ， ５ ｅ 在 ｍ以下波形变得 杂乱 ， 同轴相
・
２１ ０ ０年第 ７ 期
０ ｍ ∞ ∞ 柏 ∞ ∞ ∞ ∞
０ ｍ ∞ ∞ 帕 ∞ ∞
甘 肃 水利 水 电技 术
∞
第４ ６卷
ｌ９ ０ ｌＯ ｌ ｌ Ｉ Ｉ
０４ ．５
０．４ ０． ３ ～ ４ｌ
Ｏ－７ Ｏ． ２ 一 ５１
衬砌背后不 密实
衬砌背后不密实
图 ４中 ， 度 在 ２ ｍ 以上 ， 轴 波 形 相 连 续 。 在 深 度 深 ０ｅ 同
探地雷达在铁路路基注浆效果检测中的应用
度 、较 大 面 积 范 围 内 的注 浆 质 量 ，但 是 分 辨 率 较 低 ，无法 对较 小 区域 内注 浆效果 做 出评价 ；注水 试 注浆技 术是 一种 利用 液压 、气 压或 电化学 的方 验法 成本 较低 ，可靠 度高 ，但 检测深 度低 ，而且 对 路 基 损 坏较 大 。相 对 而 言 ，探 地 雷 达 法具 有 成 本 低 、效率 高 、适应 范 围广 、对路 基无 损 的优 点 ，在 实 际工程 中具有 较大 的优 势 。 由于 目前该技 术缺少 足 够 的实 际工 程经 验 和完 善 的相 应 图谱 判 定标 准 ， 因此 采用探 地 雷达对 路基 注浆效 果进行 检测 ，积 累
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｄ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ ｓ ｕ ｂ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｖ ａ ｉ ｒ ｅ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｌ ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｂ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ． Ｇｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｖ ａ ｉ ｌ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ
探地雷达铁路基底病害检测原理
探地雷达铁路基底病害检测原理Ground-penetrating radar (GPR) is a non-destructive testing method used for railway subgrade disease detection. 探地雷达（GPR）是一种无损检测方法，用于铁路基底病害检测。
GPR works by emitting high-frequency electromagnetic pulses into the ground and recording the reflections to create an image of the subsurface. 探地雷达通过向地面发射高频电磁脉冲并记录反射来创建地下结构的图像。
The electromagnetic pulses penetrate the ground and are reflected back from various subsurface materials, such as soil layers, rocks, and any anomalies or defects in the railway subgrade. 电磁脉冲穿透地面并从各种地下物质以及铁路基底中的异常或缺陷反射回来。
One of the key advantages of GPR is its ability to detect subsurface anomalies without the need for excavation, making it an efficient and cost-effective method for railway subgrade disease detection. 探地雷达的一个关键优势是它无需挖掘就能检测地下异常，使其成为一种高效和具有成本效益的铁路基底病害检测方法。
In addition, GPR can provide detailed information about the depth, size, and location of the detected anomalies, allowing engineers and maintenance teams to make informed decisions about repairs or maintenance activities. 此外，探地雷达可以提供有关检测异常的深度、大小和位置的详细信息，使工程师和维护团队能够做出有根据的维修或维护决策。