韓護(hù)

摘 ?要：基于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)法全面發(fā)展的大背景下，交通事業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)之一，得到了全面的發(fā)展，我國(guó)交通領(lǐng)域中隧道的數(shù)量開(kāi)始逐年的遞增，但是由隧道所產(chǎn)生的危害也在逐年的疊加。如果不能夠及時(shí)有效的對(duì)隧道產(chǎn)生的危害做出評(píng)價(jià)和治理，那么會(huì)給整體的交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)負(fù)面影響。地質(zhì)雷達(dá)可以通過(guò)高頻率的電磁脈沖波來(lái)對(duì)隧道的結(jié)構(gòu)及整體情況做出有效的探測(cè)，能夠準(zhǔn)確的對(duì)隧道的結(jié)構(gòu)厚度及裂縫情況做出具體的分析。文章介紹了地質(zhì)雷達(dá)的基本工作原理，對(duì)地質(zhì)雷達(dá)在隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述和分析，希望能為地質(zhì)雷達(dá)在隧道檢測(cè)中提供可行性思路及建議。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達(dá);隧道;檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：U455.39 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）03-0153-01

交通事業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著近些年交通事業(yè)的發(fā)展，隧道工程開(kāi)始不斷增加，但是由隧道工程所引起的危害也在不斷的疊加。比例說(shuō)：在隧道中會(huì)出現(xiàn)漏水的情況、襯砌出現(xiàn)裂損等等情況。這些危害都會(huì)對(duì)隧道的使用壽命及正常使用帶來(lái)不好的影響。對(duì)此，隧道工程人員一直都在尋求高效的檢測(cè)方式來(lái)治理這些隧道危害。地質(zhì)雷達(dá)方法具有無(wú)損性和效率高的特點(diǎn)，當(dāng)前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到工程地質(zhì)勘測(cè)工作中，本課題中我們將主要針對(duì)地質(zhì)雷達(dá)在隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用展開(kāi)討論和研究。

1 ?地質(zhì)雷達(dá)的基本工作原理

地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)主要是通過(guò)采用介質(zhì)來(lái)對(duì)電磁波形成的反射特點(diǎn)，來(lái)完成對(duì)介質(zhì)基本結(jié)構(gòu)以及存在的缺陷來(lái)完成探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的運(yùn)作主要由控制器、發(fā)射以及接收天線(xiàn)組成的。通過(guò)電磁波能夠反射的基本原理，通過(guò)天線(xiàn)來(lái)進(jìn)行電磁波的發(fā)射，在波段受到目標(biāo)體或者界面時(shí)將信號(hào)回傳給天線(xiàn)進(jìn)行接收，這時(shí)在對(duì)信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間進(jìn)行記錄，通過(guò)反射的天線(xiàn)以及接收天線(xiàn)方位來(lái)對(duì)目標(biāo)體以及界面進(jìn)行深度及缺陷的計(jì)算，具體原理圖，如圖1所示。

上原理圖中，T為發(fā)射信號(hào)的天線(xiàn)，R為信號(hào)接收的天線(xiàn)。二者之間的距離通過(guò)X來(lái)進(jìn)行表示（X一般情況下都是比較小的），有時(shí)還存在發(fā)射和接受信號(hào)的天線(xiàn)二者合在一起的情況。原理圖中的H則為反射點(diǎn)e的具體深度。波段通過(guò)T出發(fā)以后，參照幾何中的光學(xué)原理經(jīng)過(guò)發(fā)射點(diǎn)e在返回到地面之后R的時(shí)間則為t，假設(shè)電磁波在介質(zhì)之中的傳播速度是V。由此，我們也就得出了上述幾何關(guān)系的原理圖。

2 ?地質(zhì)雷達(dá)在隧道無(wú)損檢測(cè)之中的具體應(yīng)用

2.1 ?現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行確定及數(shù)據(jù)處理

在進(jìn)行檢測(cè)以前，應(yīng)該對(duì)襯砌的混凝土中的介電常數(shù)以及電磁波做出有效的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定，這樣才能夠保證在已知的厚度中來(lái)對(duì)其他的隧道預(yù)埋件進(jìn)行有效的探測(cè)，還可以通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆孔來(lái)實(shí)施檢測(cè)。對(duì)結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定過(guò)程中，可以通過(guò)如下的計(jì)算公式來(lái)完成計(jì)算：

？著r=（）

v=×109

在上述公式中，具體的代表數(shù)值為相對(duì)介電常數(shù)=0.3雙程旅行的時(shí)間除以2標(biāo)定目標(biāo)體的具體厚度。電磁波的速度=2標(biāo)定目標(biāo)的厚度除以雙程旅行時(shí)間。

2.2 ?時(shí)窗及掃描樣點(diǎn)的確認(rèn)

在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)過(guò)程中，一定要對(duì)探測(cè)時(shí)窗以及進(jìn)行的掃描點(diǎn)等相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。時(shí)窗的基本大小對(duì)于雷達(dá)探測(cè)的深度是起到一定決定性的作用，如果選取探測(cè)的深度大或小，都將不能夠?qū)ι疃刃畔⑦M(jìn)行有效的探測(cè)，進(jìn)而大幅度的降低了垂向的分辨率。在對(duì)時(shí)窗進(jìn)行確定過(guò)程中可以通過(guò)如下的公式來(lái)進(jìn)行確定。

？駐T=·a

式中，？駐T為時(shí)窗的具體長(zhǎng)度;a為對(duì)時(shí)窗進(jìn)行調(diào)整的系數(shù);

在對(duì)抽樣點(diǎn)進(jìn)行掃描中可以通過(guò)以下的公式來(lái)進(jìn)行確定：

S=2？駐TfK×10-3

式中，S為掃描楊的基本點(diǎn)數(shù);？駐T為時(shí)窗的具體長(zhǎng)度;f為進(jìn)行接收的天線(xiàn)的中心頻率;K為系數(shù)。

2.3 ?數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理

在地質(zhì)雷達(dá)來(lái)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，主要是通過(guò)高頻率的電磁技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)物理探測(cè)方法，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，為了更有效保證更多反射波的特點(diǎn)，在頻帶的記錄都是比較寬的，而隧道中得到的雷達(dá)數(shù)據(jù)多少都會(huì)受到一些不良因素的干擾，比如說(shuō)地理環(huán)境，雷達(dá)自身等。因此，為了有效的規(guī)避這些干擾，就需要有效的對(duì)探測(cè)結(jié)果做出準(zhǔn)確性的提高，對(duì)原始收集和采集到的數(shù)據(jù)做出有效處理，盡量降低信號(hào)的干擾。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析過(guò)程中，主要是對(duì)預(yù)處理以及隨后的處理分析。預(yù)處理重點(diǎn)囊括文件參數(shù)的標(biāo)記以及樁號(hào)的校正，剖面翻轉(zhuǎn)等等相應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)的處理。

2.4 ?隧道檢測(cè)中目標(biāo)波組的具體識(shí)別

2.4.1 ?混凝土中的鋼結(jié)構(gòu)波形特點(diǎn)

采用金屬作為導(dǎo)體與周?chē)炷恋慕橘|(zhì)介電常數(shù)是存在比較大的差異，此時(shí)電磁波的反射強(qiáng)度也非常大的。如果目標(biāo)提是鋼筋那么信號(hào)會(huì)全部被反射回來(lái)。通過(guò)使用高頻率的天線(xiàn)來(lái)進(jìn)行探測(cè)，鋼拱架會(huì)形成比較清晰的反射弧，呈現(xiàn)出雨傘的形狀，反射與相軸的三振相特點(diǎn)非常的相似。具體參考圖，如圖2所示。

2.4.2 ?襯砌厚度及空洞的波形特點(diǎn)

在襯砌以及周邊的圍巖之間會(huì)存在空洞區(qū)域，與混凝土及圍巖的波阻產(chǎn)生相差比較大的，而且反射的波非常強(qiáng)烈，位置也比較明確和清晰。較為典型的地質(zhì)雷達(dá)襯砌的具體圖像，如圖3所示。

地質(zhì)雷達(dá)隧道的檢測(cè)技術(shù)得到了非常廣泛得普及和使用，但在實(shí)踐中依舊還存在不少的問(wèn)題，因?yàn)榈刭|(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)過(guò)程中支護(hù)的表面中存在不平整的情況，這會(huì)給記錄及檢查結(jié)果帶來(lái)的一定的誤差，給后期的數(shù)據(jù)出來(lái)帶來(lái)影響。所以，在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)該做好對(duì)天線(xiàn)與襯砌的密封工作，最大限度中保持其移動(dòng)速度的同步。在對(duì)而二襯厚度及精度的介電常數(shù)進(jìn)行選取中，一定要在檢查之前對(duì)襯砌混凝土的介電常數(shù)做出有效的標(biāo)記。

3 ? 結(jié) ?語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前在各大隧道施工過(guò)程中，都用到地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù);文章通過(guò)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)隧道檢測(cè)的相關(guān)內(nèi)容做出了簡(jiǎn)單的闡述和分析，希望能進(jìn)一步的完善地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)方法提供可行性思路及建議。

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