摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的提高，隧道檢測方法也在不斷進步。地質(zhì)雷達檢測法自20世紀(jì)90年代引入我國后，由于其準(zhǔn)確性、方便性、快速性和操作簡單性等因素使其得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)多年的實踐中表明：地質(zhì)雷達法檢測高速鐵路隧道，能對襯砌厚度進行準(zhǔn)確的探測，對鋼筋結(jié)構(gòu)的布置情況進行準(zhǔn)確的分析，對襯砌出現(xiàn)的后背空洞問題進行準(zhǔn)確判斷，提高工作效率和消除了質(zhì)量隱患。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達法 反射信號 隧道檢測 襯砌 頻率

中圖分類號：U45文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0115-01

近年來隨著高速鐵路的快速發(fā)展，鐵路的隧道工程也越來越多，隧道工程的質(zhì)量當(dāng)然也是不容忽視的。由于鐵路隧道的特性是施工周期較長、使用時間較長、運行量較大，所以在建設(shè)過程中鐵路隧道的質(zhì)量一定要有較高的標(biāo)準(zhǔn)。地質(zhì)雷達檢測法在隧道過程中相對傳統(tǒng)的檢測法具有一定的優(yōu)勢，大大提高工作效率和質(zhì)量保證。我們來通過其原理、技術(shù)要求等來分析在實際運用中的情況。

1 高速鐵路隧道檢測的情況

鐵路隧道在建設(shè)的過程經(jīng)常遇到復(fù)雜多變的地質(zhì)問題，很多強風(fēng)化的破碎巖石使隧道施工難度加大。為了保證隧道施工的質(zhì)量，需對現(xiàn)場進行質(zhì)量檢測，對在檢測過程中出現(xiàn)的問題，按照規(guī)定要就及時的反饋整改保證工程質(zhì)量。

地質(zhì)雷達法運用在隧道檢測中相對于傳統(tǒng)的鉆探取芯和開挖取樣等，操作過程相對簡單、掃描的速度相對較快、圖像更加清晰直觀，所以其廣泛運用在隧道的工程檢測中。

2 隧道檢測的內(nèi)容

高速鐵路的隧道工程中的二次襯砌要達到一級的防水級別，也就是說在結(jié)構(gòu)內(nèi)二次襯砌是不能有水滲透的。在實際工作中，影響著高速鐵路隧道工程的質(zhì)量因素有，襯砌的厚度不足以及隧道背后有空洞情況等。而地質(zhì)雷達檢測法則能準(zhǔn)確的檢測出這些缺陷的同時，也能檢測出鋼筋的數(shù)量、間距和鋼架結(jié)構(gòu)以及保護層的厚度等問題。在現(xiàn)在隧道質(zhì)量無損的檢測中發(fā)揮著重要作用。

地質(zhì)雷達法檢測，能夠及時的檢測出早期工程中出現(xiàn)的支護問題，如支撐的厚度、支護空洞和鋼拱架的數(shù)量等。同時對于經(jīng)常出現(xiàn)的超挖回填處理方面也能通過地質(zhì)雷達法進行檢測。在二次襯砌檢測中，新的檢驗標(biāo)準(zhǔn)要求其保護厚度不能低于3厘米，但在實際的工作中，由于種種因素影響，使早期的支護與二次襯砌間容易出現(xiàn)脫空情況。特別是在拱頂?shù)忍厥獠课槐仨氝M行重點檢測。

3 地質(zhì)雷達的檢測原理

地質(zhì)雷達檢測是一種利用地球物理原理的檢測方法，簡單點說就是使用超高頻率的電磁波對介質(zhì)電性分布的檢測。其工作過程是，首先利用雷達將高頻率的電磁脈沖發(fā)射到地下介質(zhì)處，通過發(fā)射天線把電磁波信號從介質(zhì)的表面?zhèn)魉偷狡鋬?nèi)部。介質(zhì)內(nèi)部不同的電性介質(zhì)分界面會通過散射、反射經(jīng)過目標(biāo)體或者媒質(zhì)界面返回到地面，介質(zhì)電性質(zhì)和幾何形態(tài)的變化決定其波形和路徑。地質(zhì)雷達在其返回地面后將這些信號接收然后記錄起來，通過深度計算公式來計算出反射界面深度，也就是我們所說的襯砌厚度。

分界面兩邊的介電參數(shù)決定了反射信號的強和弱，也為我們的地質(zhì)雷達法檢測提供了條件。如果雷達接收到的信號顯示幅度和剖面相位出現(xiàn)變化，則說明被檢測處出現(xiàn)一定的空隙或者是交界的地方?jīng)]有貼合好，從而來判斷出襯砌的厚度和現(xiàn)場施工中所出現(xiàn)的缺陷問題。如果雷達接收到的信號非常的強，強異常顯示在剖面上，則說明反射介質(zhì)為鋼筋，從而來判斷出鋼筋在隧道中的分布情況。如果要知道被測目標(biāo)內(nèi)部的分布和結(jié)構(gòu)形態(tài)，也可以通過處理所接收到的反射信號的振幅、頻率和相位等來分析。

4 檢測的主要技術(shù)要求

地質(zhì)雷達發(fā)檢測的主要技術(shù)控制有選擇天線頻率、控制里程標(biāo)識和標(biāo)定雷達波速。在檢測中使用的是屏蔽天線，根據(jù)所需檢測的厚度和相關(guān)技術(shù)要求來選擇所需要的天線頻率。一般情況下，頻率越高的天線所發(fā)出的雷達波探測的深度淺、能量損耗的快，但主頻和分辨率都較高，頻率低的天線則相反?？刂评锍虡?biāo)識則是用來保證圖像中各個檢測點位置跟實際的位置相對應(yīng)。雷達波速因現(xiàn)在的用料不同而有一定范圍的變化，雷達波速在檢測過程中起到重要參數(shù)的作用。

在雷達檢測過程中，為了盡可能多的接受其反射波的特性，使用高頻寬頻帶來接收記錄數(shù)據(jù)，所以同時接收記錄不同的干擾波是不可避免的。加上復(fù)雜的地下介質(zhì)使接收信號跟原始的反射波出現(xiàn)一定的差異。所以為了得到清晰的圖像，對接收到的信息進行適當(dāng)?shù)奶幚硎欠浅Ｓ斜匾?。通常處理信號的步驟有預(yù)處理數(shù)據(jù)、增益控制盒處理濾波。

5 誤差分析

在地質(zhì)雷達法檢測高速鐵路隧道中是存在一定誤差的，所以分析誤差的來源避免誤差、減少誤差是非常有必要的。地質(zhì)雷達法檢測能否達到相關(guān)規(guī)定的精準(zhǔn)度是關(guān)鍵的問題。根據(jù)現(xiàn)場施工的情況來看，誤差的來源除了機器設(shè)備本身的誤差、設(shè)置參數(shù)的誤差、被檢測介質(zhì)的復(fù)雜情況以及襯砌的表面與天線之間的接觸效果等因素外，還有之前我們所提到的里程定位和空洞定位所產(chǎn)生的誤差、鋼筋的數(shù)次反射影響以及計算的誤差等方面。

通過了解誤差的來源，對產(chǎn)生誤差因素進行分析，盡量減少、避免誤差也是這些年來技術(shù)人員一直需要克服的問題。只有準(zhǔn)確的掌握隧道的內(nèi)部情況減少誤差，施工的安全、質(zhì)量、效率才會得到提升。

6 結(jié)語

要想讓地質(zhì)雷達發(fā)檢測在高速鐵路隧道施工中有更好的發(fā)展和運用，使地質(zhì)雷達更好的為隧道施工服務(wù)，滿足高速鐵路隧道檢測需求，處理好其在檢測過程中的技術(shù)問題是非常有必要的。將其和傳統(tǒng)的磚芯法、開挖取樣法想結(jié)合，可在隧道檢測中發(fā)揮更大的作用。同時人才的培養(yǎng)對地質(zhì)雷達法檢測本身的創(chuàng)新發(fā)展是有必要的。

參考文獻

[1]王興照.地質(zhì)雷達在鐵路隧道工程檢測中的應(yīng)用分析[J].土工基礎(chǔ)，2008（3）.