地质雷达在隧道检测中的波形识别及应用_韩振中
地质雷达在隧道工程检测中的运用
地质雷达在隧道工程检测中的运用摘要：地质雷达是目前我国各个隧道工程中用于检测的主要设备，因此，对地质雷达具体工作原理与工作方式进行分析，对地质雷达的具体应用形式展开讨论，并针对具体案例的分析进一步了解地质雷达的作用及应用，并得出结论：地质雷达能够对隧道工程的混凝土厚度、胶结度以及钢筋使用情况等进行准确检测，并在保证隧道工程混凝土结构整体性的同时做出科学检测。
关键词：隧道工程；地质雷达；工程检测1地质雷达工作原理地质雷达是指利用电磁波发射及折回对地下电性界面进行探测、观察的重要设备。
在对地下进行探测时，地质雷达通过发射高频电磁波对周围环境进行勘查，而由于地下各处石质、土质横截面不同，且能够折射电波的能力也存在差异，因此在不同形态地质情况中折回的电波频率也不尽相同，而通过对折回电磁波、地质雷达发出电磁波以及折回时间等相关数据的分析与计算，通过最终处理得到地下勘测数据。
而后，利用地质雷达探测结果结合施工现场施工地质情况以及相关地质勘查资料等，最终对地下地质情况、空间位置、内部环境以及构造等做出判断。
2隧道工程检测中地质雷达的工作步骤首先，在对隧道工程进行探测前，相关技术人员需要对地质雷达进行探测前检验与评估，确保该地质雷达设备能够正常使用，防止在探测时出现设备损坏等情况；其次，应当对地质雷达传输数据的标准参数进行确定与比照，并且在探测前做好地质雷达检测工作，且将不同数据进行标注，通过重复检测、多向检测对地质雷达进行检验，提升地质雷达探测数据的准确性。
首先，在对地质雷达投入使用前，需要根据隧道走向、面积、地质情况等，利用科学计算等形式初步设定地质雷达分布的线路，确保将地质雷达的作用充分发挥。
而在具体确定线路时，由于布置工作较为方便且快速，存在较高灵活度，因此在进行线路布置时只需要根据具体探测内容和探测目的进行雷达测线布置；其次，通常来讲，地质雷达测线布置方式包括检测点布置、网格路线布置以及检测线路布置等，而在具体探测工作中，施工单位应当根据自身工程情况选择最为适合的布置方式。
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。
地质雷达在隧道检测中的波形识别及应用
给 通 车 后 的 运 营 带 来 隐 患 。隧 道 施 工 中 常 见 的 支 护 质 量 问
题 有 衬 砌 厚 度 不 够 、 砌 与 围 岩 间 存 在 脱 空 区 、 方 回 填 衬 塌 不 实 等 。 运 营 中 出 现 的 病 害 则 包 括 衬 砌 漏 水 、 砌 侵 蚀 和 衬
引言
随着 交 通 事 业 尤其 是 山区 高速 公 路 的 不 断发 展 ． 道 隧
地 质 雷达 原 理 简 述
地 质 雷 达 由 一 体 化 主 机 、 线 及 相 关 配 件 组 成 。 利 用 天 它
工 程 的 数 量 逐 年 增 加 。隧 道 作 为 高 速 公 路 施 工 中 的 重 点 环 高 频 电磁 脉 冲 波 的 反 射 原 理 来 实 现 探 测 目的 ，属 电磁 波 探 节 ， 缩 短 公 路 里 程 、 约 投 资 成 本 、 加 公 路 美 观 效 果 等 测 技 术 中 的 一 种 。 电磁 波 在 介 质 中传 播 时 ， 路 径 、 度 与 对 节 增 其 强 都 起 到 很重 要 的作 用 。但 由于 隧道 支 护 质 量较 难 检 测 ， 易
１ Ｇｕｚ ｏｕ Ｐｒ ｖ ｎ ｅ Ｔ ａ ｆ ｇ ｎ ｅｒ ｇ Ｑ ｕ ｉ ｐ ． ｉｈ ｏ ｉ ｃ ｒ ｆ ｉ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ａｌｙ Ｓｕ ｅｍ ｉｉ ａ ｉ ，Ｇｕｉａ ｇ ５５ ０ ４ Ｇ ｕｉ ｃ ｎ ｔ ｓｏｎ Ｓｔ ｔ ｏｎ ｙ ｎ ０ ０ ｚｈｏｕ，Ｃ ｈｉ ｎａ
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地质雷达在公路隧道衬砌质量检测中的应用
地质雷达在公路隧道衬砌质量检测中的应用摘要：地质雷达是一种利用高频电磁脉冲波反射原理来实现探测目的的工程探测技术，结合宁安高速隧道工程实际，阐述了地质雷达在高速公路隧道复合式衬砌质量无损检测中的应用，并对典型的雷达图像进行分析，得出隧道初期支护厚度、钢拱架数量以及二衬厚度、环向钢筋数量。
现场使用结果表明地质雷达技术能够有效地运用于高速公路隧道质量无损检测之中。
关键词：地质雷达；隧道；复合式衬砌；无损检测1 引言随着我国经济的不断发展，人们对于交通的需求日益提高。
隧道作为高速公路穿越山岭的最优选择在近些年得到日益广泛的应用，而隧道在运营中出现的质量问题也屡见不鲜。
如隧道在使用过程中常出现二砌裂损、厚度不够，初期支护拱架间距过大、数量不足，初支与原岩不耦合等问题，严重影响了隧道的正常使用，从而引起更大的安全问题。
因此，对隧道进行全面质量检测显得尤为重要[1-3]。
目前，对于隧道质量检测多采用传统的方法，即开孔或开槽取样检测，该方法不仅效率低、代表性差、偶然性大，而且破坏了衬砌的整体性[4]。
所以，人们一直在寻找一种高效、全面、快速的检测方法，使这些缺点能够得到解决。
地质雷达法以其高分辨率、无损性、高效率和强抗干扰能力等优点，正逐渐成为隧道工程质量检测的一种有效手段[5-6]。
2地质雷达的工作基本原理地质雷达作为一种无损检测技术，自上世纪70 年代开始应用至今已有40多年的历史，在工程各个领域都有重要的应用，主要解决场地勘查、线路选择、工程质量检测、病害诊断、地质超前预报和地质构造等问题。
探地雷达的基本原理如下图1所示。
地质雷达是利用高频电磁脉冲波的反射探测目的体及地质现象的。
其探测过程如下：地质雷达通过发射天线向地下发射高频电磁脉冲，此脉冲在向地下传播过程中遇到地下介质分界面时会产生反射。
反射波传播回地表后被接收天线所接收，并将其传入主机进行记录和显示，每一测点接收到一道雷达波形，一条测线上全部测点的雷达波形排列在一起，形成完整的雷达剖面，经过资料的后处理，进行反演解释便可得到地下地层或目的体的位置、分布范围、埋深等[7]。
地质雷达在隧道塌方处理效果检测中的应用
图 ３ 塌 方 剽 采测 Ｗｉ ｌ 式 地 质 雷 达 波形 图 ｇ ｅ模 ｇ
根据现场 了解 ， 在塌 方事故 发生后 ， 工单位 对塌方 段及 时 施 地进行 了应急处理 ， 在塌方段施作间距 ０ ５１ 的 ２ ． Ｉ ０工字钢加喷射 Ｔ
ห้องสมุดไป่ตู้
达 ，Ｉ －０ ０主机可适配所 有高 中低频 的各类 雷达 天线 ， ＳＲ ３ ０ 频率 范
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大， 反射信号会形 成较为明显的弧形轮 廓发射界 面。对 于不密实 区域 ， 由于介质变化 频繁 ， 明显 的反 射信号 ， 有 且表 现为杂乱 、 不 规则 。因此 当初期衬砌背后 出现塌空或不 密实时 ， 通过地质雷 可 达对其进行检测 ， 根据波 形判 断其 形状和 大小 ， 而对塌 空或不 从
围从 １ ｚ ． Ｈｚ ６ＭＨ ￣２２Ｇ 。考虑雷达 分辨最 小异 常的 能力和塌 方
测、 采样 。检 测时拱顶在 塌方 段附 近拱顶横 向及纵 向网状测线 ，
如图 １ 示 。 所
测 目标发射高频宽频带 电磁波 ， 当电磁波在 目标 介质 中传播 的时 候， 由于其通过介质 的电性存 在差 异 ， 使 电磁波 产生较 强烈 的 会
反射。通过 接收天线的接收反射波并记 录其反射 时间 ， 再根据 接
高角度走 向逆断层 ， 由北 向南依次 编号为 Ｆ ，２，３ １ Ｆ Ｆ 。其 中 Ｆ ２断 层位于桩号 Ｋ１ ９ ．０附近 ， ＋１５ ０ 断层走 向近东西 ， 向南 ， 角 ７ 。 倾 倾 ０
～
０二 ｌ ≯ ≯ 鬈 ｉ≥ ０ ≮ ≯
Ｋ１ ２２ ＋ ５ ＫＩ＋２ ０ ５ ＫＩ＋ ２ ５ Ｋ１＋ ２ ０ ＫＩ＋ ２ ５ ４ ， １ ３
图 １ 塌 方段 及 雷 达 探 测 测 线 布 设 示 意 图
论地质雷达在公路隧道检测中的应用研究
论地质雷达在公路隧道检测中的应用研究【摘要】由于隧道工程具有改善线性和增强运营效益等诸多特征，所以，目前急需要一种安全系数高、切实可行的方法全面检测隧道整体结构；笔者认为，应采用地质雷达的探测技术，因为其具有较高的分辨率和准确率，而且速度快、效果高，能够及时的对公路隧道进行全方位的检测，我们应大力推广这一技术。
本文首先论述了地质雷达的检测原理，其次分析了雷达波在公路隧道衬砌中的具体波相。
标签：地质雷达；隧道检测；原理0 引言地质雷达属于一种无任何损害的检测设备，由于它的操作简便、具有较高的分辨率等诸多优势特征，因此，在公路隧道施工中得到了广泛的应用。
比如，新疆维吾尔自治区公路工程质量监督局在2007年的11月份引进了由美国劳雷公司所生产的检测隧道质量的仪器，这一仪器主要由雷达主机快速的发射雷达脉冲，持续及时的采集，这对于公路隧道质量的监督与管理具有十分重要的现实意义。
1 地质雷达的检测原理地质雷达主要是利用超高频率的电磁波探测地下介质分布。
其遵循的是电磁波脉冲在地下传播的原理下而进行工作的，也就是说，电磁波脉冲通过发射天线射出，在地下实际传播时受到介质介面如空洞、钢构件的反射，最后通过接收天线接收。
电磁波在介质中进行传播时，无论是它的路径，还是电磁场强度都会随着自身通过介质的电性质以及几何形态而不断的发生变化。
所以，我们可以按照双程走时、幅度以及波形资料，得出介质的实际结构。
我们可以从电磁波理论中得出，对于非磁性的介质，电磁波实际反射属性只和介质的介电常数有着一定的关系。
如果公路砌筑层中出现了像空洞、衬砌背后充水等现象时，不同介质的介电常数会呈现出较大的差异，它们之间可以因此而形成电磁波反射界面。
通过地质雷达发射的电磁波脉冲在向下传播过程中所遇到的这些反射界面时，就会发生反射现象。
而如果衬砌层或者衬砌层背后出现了病害情况如空洞、含水等，就会在雷达资料中呈现出一定的特征反射，比如，脱空过程中会出现夹层放射等现象，当衬砌背后存在含水情况，那么，就会进一步增大介电常数，在地质雷达资料中就会呈现出高含水性的反射。
地质雷达在隧道检测中的应用及图像分析
地质雷达在隧道检测中的应用及图像分析摘要:地质雷达是目前隧道质量检测中使用最为广泛的一种地球物理探测技术，利用地质雷达对隧道的衬砌厚度、衬砌背后空洞以及钢筋、初支钢架分布等情况进行检测早已成为控制其工程质量的一项重要手段和方法。
本文对地质雷达技术在隧道检测中的应用进行了介绍，并对典型的雷达图像进行了分析。
【关键词】地质雷达；隧道工程；检测；分析0 引言随着国家近几年对交通事业的大力投入，尤其是近几年铁路行业的跨越式发展，大量的高铁、客专、重载铁路项目不断开工建设，我国隧道的数量和长度也在迅速增长。
但是在建设的过程中，存在的种种质量问题也是我们不容忽视的。
目前隧道开挖主要采用的是钻爆法，爆破效果控制不好，就容易出现超挖或者欠挖的现象，这样就给后续的隧道二衬施工造成一定的难度，也容易出现质量问题，不是衬砌内存在较大空洞就是二衬厚度无法满足设计要求。
另外，隧道施工时，往往也存在人为造成的质量问题，如：初支背后放置石棉网，不按设计要求设置衬砌钢筋和初支钢拱架等。
这些质量问题如果不及时发现将会给施工和营运安全带来严重的隐患。
所以，采用地质雷达对隧道衬砌进行检测就成为控制其工程质量的不可缺少的重要手段和方法。
1 地质雷达工作原理地质雷达工作原理可以简述为：发射天线将高频电磁波以宽频带脉冲形式发射出来，经目标体反射或透射，再被接收天线所接收。
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着介质的电性质及集合形态的改变而变化。
因此通过对时域波形的采集、处理和分析，就可确定地下界面或者目标体的空间位置和结构形态。
地质雷达具有无损性、高效率、连续检测等特点，特别适合于隧道衬砌质量的检测。
检测时，发射天线（T）和接收天线（R）以固定间距沿测线同步移动，其结果可用地质雷达时间剖面图表示，其中横坐标记录了天线所在测线的位置，纵坐标为反射波双程走时，表示雷达脉冲从发射天线出发经电介质界面反射回到接收天线所需的时间，这种记录能准确描述测线下方各反射界面的形态（图1、图2）。
地质雷达在隧道检测中的应用
地质雷达在隧道检测中的应用【摘要】现阶段，隧道的无损检测技术主要是依靠地质雷达来实现，这也是我国普遍使用的隧道检测方法。
地质雷达可以对衬砌厚度、密实度以及质量等多方面进行检测，其中还包括对隧道工程中混凝土的钢筋分布、密实度及背后脱空情况等。
本文首先对地质雷达检测原理进行阐述，然后介绍了地质雷达检测的几项简单步骤，最后详细介绍了地质雷达在隧道检测中的实际应用。
【关键词】隧道检测；地质雷达；应用前言由于经济的快速发展，公路和铁路技术飞速进步，隧道现目前成为一种较为常见的通行方式之一，因此在隧道工程上要严格进行质量检测。
地质雷达检测技术现在在隧道工程中应用广泛，其突出优势主要表现在高分辨率、高准确性、现场检测方便等。
因为每条隧道的地质环境、施工环境以及运行情况的不同，每座隧道的设计也会有所不同，很多隧道的施工难度较大，质量问题出现频率也较为频繁，因此需要详细的地质雷达检测技术以及应用手法，其对我国的隧道工程有着重要意义。
一、地质雷达法检测原理地质雷达主要是由控制器、发射和接收天线组成，利用地表以下不同介质的电性差异，向地下发射高频电磁波，对介质内部构造或缺陷（或其他不均匀体）进行探测。
其工作过程，遇到不同的电性界面，一部分电磁波会发生部分折射，透过界面继续传播；而另一部分发生折射，被折射回地表，由地质雷达的接受天线接收，接收记录在主机，此时便记录下了电磁波返回的时间。
实际上在电磁波传播过程中会发生多次的反射或折射，只要能量还没有吸收完全，每次遇到不同的地质界面就会发生不同程度的折射和反射现象，只有能量被完全吸收，电磁波才会消失。
电磁波在不同介质的传播过程中，其路径、电磁场强度、波速和波幅都会因为介质的变化而改变电波频率，将发出、返回的电磁波以及时差等相关的数据与反射天线和接收天线位置来对目标体的位置进行计算[1]。
地质雷达工作原理（如图1所示），图中R=接收天线，T=发射天线，两者之间的距离为X（X一般较小，发射和接收天线合二为一，即X=0）；H则是反射点e的深度。
地质雷达在隧道初期支护质量检测中的应用1
地质雷达在隧道初期⽀护质量检测中的应⽤1地质雷达在隧道衬砌检测中的应⽤摘要：采⽤矿⼭法施⼯的⼭岭隧道，其喷锚初期⽀护作为主要受⼒结构，⼆次混凝⼟衬砌主要作为安全储备，因此注重检测衬砌混凝⼟层厚度、背后脱空、空洞的位置及形态是⼗分必要的，便于对缺陷部位采取措施，有效控制了施⼯质量。
通过在蔡⼤岭隧道初期⽀护检测中的应⽤，对雷达波速的标定、雷达波形分析作了全⾯阐述，结果表明利⽤雷达检测隧道衬砌中的质量缺陷具有定位准确，快速，⽆损等优点。
关键词：隧道；衬砌；地质雷达；检测Application of geology radar to the quality detecting of tunnel primary support Abstract: In the mountains in tunnel construction, mainly USES the new Austrian tunneling method, primary support as the main force structure, thus make the shotcrete layer thickness detection becomes necessary. This article through to the geological radar detection principle, and discussed the primary support in CaiDaLing tunnel test, the application of the radar wave velocity of calibration, radar waveform analysis for a full explanation.Key word:initial supporting; detecting of thickness; detecting principle; wave speed of radar1．前⾔隧道因其特有的结构和功能要求，往往施⼯难度⼤，容易出现衬砌开裂，渗漏，钢筋⽹和格栅拱架错断变形，初衬背后脱空，不密实等缺陷，给施⼯和运营造成相当⼤的危害，为了避免事故发⽣，就必须在施⼯过程中及时发现质量隐患并及时清除，通过地质雷达⽅法检测正好解决以上问题。
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地质雷达是一种利用地球物理原理进行探测和测量的无损检测技术，常用于地下结构和地质构造的探测。
铁路隧道作为交通工程的重要组成部分，其衬砌质量的好坏直接关系到隧道的安全稳定和使用寿命，因此对其质量进行检测是十分必要的。
本文将介绍地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用。
一、地质雷达技术简介地质雷达是利用电磁波在地下反射传播的特性，通过接收波形图和响应曲线反映地下构造和介质的变化，从而对地下结构进行探测和测量的高科技无损检测技术。
其原理是利用发射的高频电磁波在地下传播并反射，接收反射波后再通过波形图和响应曲线反映地下构造和介质的变化，对地下结构进行探测和测量。
地质雷达具有探测深度浅、分辨率高、非接触式测量、速度快等优点，被广泛应用于地质构造探测、土层结构分析、水文地质调查等领域。
地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用主要包括衬砌材料的类型、衬砌结构的缺陷和衬砌接缝的探测。
1．衬砌材料的类型地质雷达能够探测到铁路隧道内部的结构和材料类型，可用于检测隧道内部供水、排水、电缆等管线的位置和情况。
同时，由于石材和混凝土的电磁波特性不同，地质雷达也能够分辨出使用的材料类型，从而判断衬砌的材料是否符合规范要求。
2．衬砌结构的缺陷地质雷达能够探测到隧道衬砌内部的空洞、裂缝、渗漏等缺陷，判断衬砌结构的完整性和稳定性是否存在隐患。
同时，地质雷达还能够发现由于地质环境和施工工艺等原因导致的衬砌结构不良，从而为后期的维修和加固提供线索。
3．衬砌接缝的探测隧道衬砌的接缝能够导致水、土壤和岩石等因素进入衬砌内部，从而对衬砌结构造成损坏和不稳定的影响。
地质雷达能够探测到衬砌接缝的位置和情况，以便及时检查和维修。
三、结论地质雷达技术在铁路隧道衬砌质量检测中的应用，对于提高铁路隧道的安全性和使用寿命具有重要意义。
各种缺陷和问题在判断后，可通过加固和维护，保证铁路隧道的正常使用和长期稳定。
随着技术的不断发展和完善，地质雷达技术在隧道衬砌质量检测中的应用将会得到更广泛的应用和推广，从而促进铁路交通行业的进一步发展和进步。