项目八隧道实体地质雷达检测
地质雷达无损检测方案隧道2
地质雷达无损检测方案（隧道） 1检测目的：检测隧道衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢 筋等分布，评价隧道衬砌施工质量。
2检测仪器：隧道衬砌质量检测用美国SIR-4000型地质雷达系统（见下图）， 其特点与路基挡墙检测雷达相同。
2.1地质雷达主机技术指标应符合下列要求:系统增益不低于150dB;信噪比不低于60dB ；模/转换不低于16位；信号叠加次数可选择；采样间隔一般不大于0. 5ns ；SIR-4000便携式高性能I S 地质透视仪I美国SIR-20型地质雷达系统实时滤波功能可选择；具有点测与连续测量功能；具有手动或自动位置标记功能；具有现场数据处理功能。
2. 2地质雷达天线可采用不同频率天线组合，技术指标应符合下列要求：具有屏蔽功能；最大探测深度应大于2m；垂直分辨率应高于2cm o3检测方法及原理：地质雷达是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。
其工作原理为：高频电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射，经目标体反射或透射，被接受天线所接收。
高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性质及集合形态而变化，由此通过对时域波形的采集、处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。
地质雷达具有高分辨率、无损性、高效率、抗干扰能力强等特点。
现场检测时地质雷达的发射天线和接收天线密贴于待检表面，雷达波通过天线进入混凝土以及相应介质中，遇到钢筋、钢质拱架、材质有差别的混凝土、混凝土中间的不连续面、混凝土与空气分界面、混凝土与岩石分界面等产生反射，接收天线收到反射波，测出反射波的入射、反射双向走时，就可以算出反射波走过的路程长度，从而求出天线距反射面的距离D。
D= V ×∆t∕2式中：D——天线到反射面的距离；V一一雷达波的行走速度；∆t一一雷达波从发射至接收到反射波的走时，用ns计。
隧道检测中的地质雷达无损探测技术
隧道检测中的地质雷达无损探测技术摘要：隧道施工是公路、铁路建造过程中较为常见的重、难点问题，其隐蔽工程量大、作业空间狭窄，部分地区受天然地质条件制约，还可能出现泥石流、滑坡等状况，危险性相对较高，因此必须通过有效的检测手段，实时监控拱顶下沉、围岩支撑等参数，以防安全事故的发生。
本文聚焦隧道检测必要性及难点问题，引入地质雷达检测技术，对其原理、应用及注意事项进行了展开论述。
关键词：隧道检测；地质雷达；无损检测技术前言：雷达技术具有显著的高效性、精准性特征，最早广泛应用于军事领域，并衍生出了脉冲雷达、连续波雷达等多种形式，可以满足不同场景下的探测需求。
当前伴随科技手段的进步，雷达技术融合发展趋势愈发明显，与激光、红外光等探测方案相互协同，应用领域也进一步扩展，地质雷达的出现，更是为交通基建无损检测提供了较为可行、高效的思路，有必要就其应用要点进行深入探究。
1地质雷达无损检测技术工作原理概述隧道工程危险系数高、施工难度大，拱顶、围岩等构造随时可能在不可预见因素的干扰下，出现坍塌、松动等状况，所以实践操作时，通常会结合超前支护、超前灌浆等方法技进行术辅助加固，施工结束后也要经过严谨、细致的检查验收，防止安全事故发生。
在这一过程中，地质雷达无损检测技术尤为关键，它可以在106至109Hz无线电的帮助下，对地下介质分布状况进行客观描述，为超前支护、二次衬砌等的质量、强度分析提供依据，方便后续施工的开展，也为验收工作提供依据。
从检测原理上看，电磁波是地质雷达探测的主要依托，当天线完成定向发射操作后，电磁波会在目标体、地层中，发生投射、反射作用，进而返回接收天线，在滤波器、解码器等的作用下进行数字化处理，并直接转化、显示为波形结构，技术人员通过波幅、传播时间等，就可以快速获知相关信息，实现参数采集。
需要注意的是，电磁波本身是存在衰减问题的，目标体埋深、电性差异等，均会对其传送过程造成影响，电位差越大，相关界面就会越清晰，分析准确性也就更有保障。
地质雷达无损探测技术在隧道检测中的运用
地质雷达无损探测技术在隧道检测中的运用摘要：隧道施工质量检测是工程投入使用前的重要环节，可及时了解隧道内部施工质量，方便后续处理。
地质雷达无损探测技术的应用，在不会对隧道施工质量造成影响的情况下，快速获得探测结果，采集数据的准确性可得到保障，并能够将隧道内部实际情况直观展现出来，与以往的使用的探测技术相比，技术优势较为明显，是当前隧道工程质量建设中一种较为有效的技术方法，能满足多部位的探测需求。
关键词：隧道检测；地质雷达；无损探测技术地质雷达无损探测技术主要通过雷达信号强弱来判断隧道内部质量，根据信号数据，可快速了解隧道结构的实际状态，具有无损检测、效率高和获得数据直观性强的特点，在隧道工程建设和改造检测中得到了广泛运用。
该技术的合理运用能够为隧道工程质量完善，以及后续投入使用期间的安全稳定提供技术保障，整体的服务能力比较强，可以为隧道工程的维修养护提供可靠数据。
1.地质雷达无损探测技术的工作原理与检测方法1.1地质雷达检测的基本原理地质雷达无损检测技术，主要通过雷达主机发射专门频段的电磁波，电磁波传播期间，在不同介质中传播速度存在差异，在电性差异条件下也会出现不同的信号状态，根据反射信号和信号接收时间对隧道工程内部质量进行分析和判断。
地质雷达检测设备主要分为主机和天线两部分，前者进行信号控制，后者收发电磁波，在遇到结构开裂、空洞、围岩和达到隧道探测边界后，会出现信号反射情况，地质雷达天线会及时接收反射信号，并传递到雷达主机，整个过程可通过数字化形式进行展示。
根据反射信号数据可以了解发生隧道内部发生反射的具体位置和具体性质，在不会破坏隧道工程结构的基础上，实现高分辨无损检测。
1.2地质雷达检测方法及物理条件使用这种技术方法进行隧道工程探测时，信号传递时间的长短对反射信号时间有着正比例影响，在隧道内部结构没有出现质量缺陷问题时，反射信号也会越强，根据信号反射时间和信号强弱，也能够对隧道内部结构质量和整体状态进行了解和判断，确定衬砌工程中是否存在质量安全隐患，对于存在较大缺陷的部位，也能可以快速定位，检测结果的准确性比较高。
地质雷达检测在隧道工程中的应用
Doors&Windows 应用与实践
摘
社会在高速发展
热月为两月极端最高以上多年平均降水量地质雷达是一种利用高频无线电波来探测地下埋藏物结达工作时
常规探测地质情况的方法是钻探法
应用与实践
293
2019.10
Doors &Windows
2019.10
用低分辨率的天线检测地质雷达在隧道中主要应用在地质超前预报和衬砌缺陷地质雷达在检测过程衬砌表面平整度差现阶段检测台车主要是用装载机上搭设台架或者吊车上数据采集最关键的步骤就是标记的处理数据分析是根据采集的波形图判定衬砌混凝土是否存在科技在进步参考文献[J ].岩土力学,2013(10).
应用与实践
294。
应用地质雷达的隧道工程质量检测流程与方法研究
应用地质雷达的隧道工程质量检测流程与方法研究【摘要】地质雷达是一种重要的隧道工程质量检测技术，本研究旨在探讨其在隧道工程中的应用及方法。
地质雷达原理及应用、隧道工程质量检测方法概述、地质雷达在隧道工程中的应用、实地应用案例分析以及数据处理与分析将在正文中详细介绍。
通过对地质雷达的优势、存在的问题以及改进措施的讨论，可以更好地认识其在隧道工程中的作用。
未来发展方向将提供未来研究方向的参考。
研究的结果将对提高隧道工程质量及施工效率具有重要意义，为工程质量检测提供了新的思路和方法。
【关键词】地质雷达、隧道工程、质量检测、方法、原理、应用、案例分析、数据处理、分析、优势、问题、改进措施、发展方向1. 引言1.1 背景介绍隧道工程的质量检测涉及到地质构造、地质岩性和地下水等多个方面的因素，需要综合考虑各种地质情况，以确保隧道施工的安全和顺利进行。
地质雷达能够通过电磁波的回波信号来反映地下介质的性质和结构，为隧道工程质量检测提供了一种全新的视角和方法。
本文将结合地质雷达的原理及应用、隧道工程质量检测方法概述、地质雷达在隧道工程质量检测中的应用、实地应用案例分析和数据处理与分析等方面，探讨地质雷达在隧道工程质量检测中的优势和存在的问题，并提出未来发展的方向和改进措施。
希望通过本文的研究，能为提高隧道工程质量检测的效率和精度提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究目的本文旨在探讨应用地质雷达进行隧道工程质量检测的流程与方法，从而提高隧道工程的质量和安全水平。
具体研究目的包括：（1）研究地质雷达原理及应用，深入掌握其工作原理和适用范围；（2）概述隧道工程质量检测方法，对比分析各种检测方法的优缺点；（3）探讨地质雷达在隧道工程质量检测中的应用情况，总结实践经验和技术难点；（4）通过实地应用案例分析，验证地质雷达在隧道工程质量检测中的有效性和可行性；（5）深入研究数据处理与分析方法，提出提高检测效率和准确性的方案。
通过以上研究目的的实现，本文旨在为地质雷达在隧道工程质量检测中的应用提供理论支持和实践指导，促进相关领域的发展和进步。
隧道工程地质雷达探测考核试卷
考生姓名：__________答题日期：_______年__月__日得分：____________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.地质雷达探测技术主要用于以下哪项隧道工程中？（）
1.隧道工程中地质雷达探测的主要作用包括哪些？（）
A.判断地质结构
B.评估围岩稳定性
C.检测衬砌完整性
D.观测施工进度
2.地质雷达探测的电磁波在介质中传播时，会受到哪些因素影响？（）
A.介质的电导率
B.介质的磁导率
C.介质的密度
D.介质的温度
3.以下哪些是地质雷达探测中常见的数据处理步骤？（）
A.去噪处理
一、单项选择题
1. A
2. B
3. B
4. D
5. A
6. B
7. D
8. B
9. D
10. A
11. A
12. D
13. B
14. C
15. D
16. C
17. A
18. C
19. C
20. A
二、多选题
1. ABC
2. ABC
3. ABCD
4. ABCD
5. ABC
6. ABCD
7. ABC
8. ABCD
A.深度
B.距离
C.速度
D.频率
11.以下哪个因素会影响地质雷达探测数据的解释？（）
A.探测目标的大小
B.探测目标的速度
C.探测目标的方向
D.探测环境的湿度
12.在隧道工程地质雷达探测中，以下哪个目标是最难识别的？（）
地质雷达与隧道工程检测-仰拱
03
人员可能存在一定的难度。
04
地质雷达在仰拱检测中的应用
地质雷达在仰拱检测中的优势
无损检测
地质雷达能够实现无损检测，不 会对隧道仰拱结构造成破坏，确 保结构安全。
高精度定位
地质雷达具有高精度定位能力， 能够准确检测出仰拱内部的缺陷 和异常。
实时监测
地质雷达可以实时监测隧道仰拱 的施工情况，及时发现和解决潜 在问题。
地质雷达与隧道工程检测仰拱
目录
• 引言 • 地质雷达检测技术原理 • 仰拱检测的必要性 • 地质雷达在仰拱检测中的应用 • 仰拱检测的未来展望 • 结论
01
引言
仰拱在隧道工程中的重要性
01
仰拱是隧道结构的重要组成部分 ，主要起到承受压力、防止隧道 底部上抬和防止地下水渗漏等作 用。
02
仰拱的质量直接关系到隧道工程 的整体稳定性和安全性，对保障 行车和人员安全具有重要意义。
定期进行仰拱检测，有助于建立和完善隧道健康监测系统，提高隧道运营的安全性 和可靠性。
仰拱检测的常见问题
01
仰拱检测过程中，可能存在信号干扰和杂波影响，导致检测结 果不准确或误判。
02
对于不同地质条件和施工方法的隧道，仰拱检测的标准和规范
可能存在差异，需要针对具体情况制定相应的检测方案。
仰拱检测的数据处理和分析需要专业知识和技能，对于非专业
公路、铁路隧道仰拱检测
检测隧道仰拱的混凝土厚度、密实度等质量指标，以确保隧道结构 的稳定性和安全性。
03
仰拱检测的必要性
仰拱对隧道安全的影响
仰拱作为隧道结构的重要组成部 分，对隧道整体稳定性、安全性
和使用寿命具有重要影响。
仰拱的施工质量问题可能导致隧 道结构失稳、衬砌开裂、渗漏等 安全隐患，严重影响隧道运营安
公路隧道工程质量检测中的地质雷达技术
公路隧道工程质量检测中的地质雷达技术摘要: 首先介绍地质雷达检测在公路隧道建设中应用的重要性，阐述地质雷达探测技术的原理、方法及应用，依托隧道工程实例，从初期支护及二次衬砌质量检测等方面，对雷达检测的技术要点进行论述。
研究表明，通过探地雷达能够准确获悉隧道地质情况，可为隧道开挖提供详实、可靠的依据，有助于提高作业安全性。
关键词:隧道工程;地质雷达;检测技术近几年来，随着我国高速公路里程逐年增加，隧道工程的建设取得了傲人的成就，但从工程的实践中可以看出，隧道工程从“多”到“强”的路还很漫长，在实际工程建设中，隧道质量依然不容乐观，隧道衬砌、防排水设施等隐蔽工程作为隧道建设过程的不确定因素，管理难度大，若过程质量控制不到位，极易出现衬砌裂缝、渗水等病害。
隧道建造过程中由于现场施工队伍技术水平参差不齐又会使这些病害更加突出，严重影响到项目通车之后隧道工程的正常运营和使用寿命。
因此在隧道施工过程中衬砌施工质量检测尤为重要。
地质雷达无损检测技术是近几年发展较为迅速的一种隧道检测技术手段，由于它在检测中具有快速、无损、准确度高、效率高等优点，目前被广泛用于公路隧道检测中。
1、地质雷达检测在公路隧道建设中应用的重要性由于我国的地形复杂多样，在我国进行公路建设需要克服更多的技术难题，需要更先进的技术设备，尤其是处理山地、丘陵等施工区域时，要耗费更多的体力和脑力、时间和精力以及人力和财力。
此类复杂地形区的道路建设，开凿隧道方案是更加经济实惠的选择，但即便有了合理的施工方案，在实际测量和施工的开展过程中还是会面临很多难题和阻碍，地质雷达检测的出现为这些难题的解决做出了重要贡献[1]。
具体包括: 第一，雷达探测方式不具有破坏性，在任何环境和场所下都能够安全地适用，对施工条件的要求低，可应用的范围广泛; 第二，雷达探测技术还能抵抗电测的干扰，即便在十分嘈杂的环境下，也可以高效地开展工作; 第三，地质雷达即便在很深的地区开展探测作业时，也可以提供高分辨率和高精准度的图像和数据，还能实时绘制出剖面记录图，从而大大提高测量工作的效率; 第四，地质雷达检测用笔记本电脑就可以进行，因此相当便携，可以简单高效地记录和分析测量数据，及时发现和解决隧道施工过程中存在的问题。
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项目八隧道实体地质雷达检测
知识目标：
1.熟悉TerraSIRch SIR-3000地质雷达用户手册；
2.掌握TerraSIRch SIR-3000地质雷达操作规程；
3.掌握TerraSIRch SIR-3000地质雷达仪器调试和参数设置；
4.掌握TerraSIRch SIR-3000地质雷达数据处理方法。
能力目标：
1.能够操作TerraSIRch SIR-3000对隧道厚度进行检测；
2.能够进行TerraSIRch SIR-3000地质雷达仪器调试和参数设置；
3.能够独立完成TerraSIRch SIR-3000地质雷达采集数据的处理。
一、主要仪器设备及工作原理
图2-11 SIR3000主
机
图2-12400兆天线
二、仪器工作原理
检测采用美国生产的便携式地质探测仪（型号：TerraSIRch SIR-3000），以下简称“地质雷达”。
该仪器具有携带方便、采集速度快、水平和垂直位置精度高等优点。
地质雷达检测原理是利用高频电磁波（主频为数十至数百乃至数千兆赫）以宽频带短脉冲形式，由地面通过天线传入地下，经地下地层或目的物反射后返回地面，被天线接收（对于叠加的不同介质，脉冲原理类似），发射天线和接收天线合成在一起。
如图2-13所示。
图2-13 地质雷达工作原理
以上过程在仪器显示界面上形成以横坐标为扫描或者距离(用时间模式测量显示的距离不正确，需要以扫描进行距离归一化)，纵坐标为时间（这里显示的时间是电磁波从发射到接收的总时间）或者距离（以时间和介电常数对应的波速计算得来）的图像。
由于不同介质之间，不同属性（湿润程度等）的同种介质的介电常数的差异使得其反射波的相位和振幅的差异形成不同的图像。
我们通过反射波的相位，振幅，波的同向轴形态特征，以及波的频谱特性，并结合目标结构中的各种已知结构来分析判断地质结构等，如图2-14所示。
图2-14 地质雷达扫描波形图
雷达扫描图像的清晰度和测量范围与天线关系最为密切。
不同频率天线的测深能力不同，频率越低，探测深度越大，但分辨率越小。
应根据实际探测的目的，选择频率合适的天线，使得探测深度和精度都能满足要求。
三、测线位置
隧道衬砌厚度检测主要是检测顶线3号测线，左拱腰线2号测线和右拱腰线4号测线三条测线的衬砌厚度，纵向在隧道衬砌表面连续检测，具体检测位置见示意图2-15：
图2-15隧道雷达监测测线分布图
四、操作规程
1.测试前的安装准备
检查所有部件是否带齐，包括：电池、雷达主机、数据线、处理器电源线、信号线、工具箱、备件、固定用绑扎带、记录本；
2.检测的工作程序
（1）测试连接。
将地质雷达天线通过支架安装。
（2）在扫描前调试主机并对主机进行参数设置。
（3）打开电源，控制天线移动的人员根据操作主机的人员口令，将天线紧贴待测界面上匀速移动。
（4）测试结束。
按下stop结束测试点，保存文件并退出；
（5）拆除信号线，拆除天线，支架。
五、扫描之前的仪器调试和参数设置
（1）菜单系统—>设置—>调用，选择所用的天线。
（2）系统—>单位垂直刻度设为时间，单位为ns
（3）测程：900M天线探测混凝土的量程约为15纳秒，为使所有有效信号完全显示，一般设置为20ns。
（4）采样点数：一般设为512或1024
采样点数越多，扫描曲线越光滑，垂直分辨率越好。
但是采样点数增大，使得扫描速率下降。
（5）每秒扫描数：64
（6）增益点数：2
（7）垂向高通滤波器：225MHz
（8）垂向低通滤波器：2500MHz
（9）数据位：16位
（10）发射率：100 KHz，发射功率越高，采集速度越快，但若采集过高，易损坏雷达系统。
（11）信号位置设为手动
（12）表面设为0
（13）调出完整的直达波（首波），调整延时参数
若检测结构与上次相同，可不再次设置以上参数，系统默认上次检测参数。
（14）增益设置为自动，增益函数手动设置，可以改变增益点数多少、并且可以调整各增益点的函数大小，进而调整信号强度。
增益函数调整过大，在探测资料中可能人为造成假象。
设置方法为先设为手动，再设为自动。
六、数据处理
（1）打开软件RADAN，选择文件。
（2）编辑文件属性，去除只读属性。
打开文件文件→打开(*.dzt)
（3）扫描信息预编辑：利用图标编辑→选择, 选择一段扫描剖面，切除多余扫描信息剪切，或者保存特定扫描剖面保存。
若检测时方向是由大里程到小里程，则需要将文件测量方向掉转。
注意：进行反转操作时，系统不会将剪切后的文件自动保存，需要自己保存。
（4）添加距离信息。
连续测量方式加距离需要三步：
A) 编辑文件头内的距离信息编辑→文件头, 扫描/米, 米/标记；
B)编辑用户标记；
C)并利用距离归一化函数进行处理，C步骤操作时应当先计算每两个标记之间的扫描数，取平均，再除以每个标记之间的距离，即为扫描/米中应当填写的数字。
然后右击界面最左空白处，选择，显示水平刻度为扫描，然后进行距离归一化。
（5）添加里程信息.A)编辑→文件头→3D 选项→X起点输入里程起点坐标，如K35＋280就填写35280 。
（6）水平刻度调整。
根据需要选择叠加、抽道、加密。
一般设置为3或5
（7）确定地面反射波信号位置编辑→文件头→信号位置(ns)。
调整信号延时信息，找到地面。
（8）若有明确目标体的深度，则据此调整介电常数，若无则以估计值代入。
混凝土为5-8，一般取6。
水会增大介质的介电常数，视情况自行调整。
（9）信号振幅自动增益调整。
选择参数：增益类型为自动增益，增益点数为5。
（10）水平相关分析，消除雪花噪音干扰。
选择水平叠加为3或5。
（11）背景去除，显示构造特征。
FIR滤波，选择背景去除为1023 。
背景去除会消除直达波。
（12）频谱分析，一维频率滤波，IIR低通取2500，高通取225。
七、注意事项
（1）发现仪器信号不好或怀疑仪器工作不正常，先关闭主机电源再检查电缆两端接头（电缆与主机的接头、电缆与天线的接头是否连接正确），检查完毕确认无误再接通电源开机。
若天线与电缆和主机都连接好，选择采集模式时，主机上显示回放，说明电缆或者天线没有连好。
（2）雷达电源电池是否连接；电池是否有电。
（3）仪器使用、搬运转移过程中，主机与天线注意防震。
避免设备内部部件接触不良。
仪器主机要装箱运输，天线用泡沫保护好。
（4）避免雨天操作。
工区有水的情况下，天线、电缆接头要做防水处理，利用防水布保护天线。
（5）在工地现场注意保护仪器，避免人为损坏。
电缆线应避免长期在地面磨损。
雷达电缆为同轴电缆，不能被重车压。
电缆不能受到重物压损。
（6）整套雷达仪器系统应注意防水防尘防震。
（7）整套仪器系统保持整洁干净。
使用完毕清除仪器表面附着的灰尘泥土。