馮　寅（四川中水成勘院工程勘察有限責(zé)任公司，四川　成都　610072）

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地質(zhì)雷達(dá)在工程質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

馮寅（四川中水成勘院工程勘察有限責(zé)任公司，四川成都610072）

如何在進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)時(shí)盡量降低對(duì)受檢體的損害，一直是工程質(zhì)量檢測(cè)所追求的目標(biāo)。本文在介紹地質(zhì)雷達(dá)方法的優(yōu)勢(shì)后，舉例一工程實(shí)例介紹其實(shí)際應(yīng)用效果，最終，得出地質(zhì)雷達(dá)在查明混凝土襯砌內(nèi)第一層鋼筋數(shù)量的工程質(zhì)量檢測(cè)中具有很好的工程檢測(cè)應(yīng)用效果，是類(lèi)似工程質(zhì)量檢測(cè)中值得推廣的一種無(wú)損檢測(cè)方法。

地質(zhì)雷達(dá)法；混凝土；鋼筋數(shù)量

1　前言

目前，在查明混凝土襯砌內(nèi)第一層鋼筋數(shù)量方面的檢測(cè)方法有開(kāi)孔或開(kāi)槽檢測(cè)和無(wú)損檢測(cè)。其中開(kāi)孔或開(kāi)槽檢測(cè)屬于傳統(tǒng)檢測(cè)方法，不僅效率低，代表性差，偶然性大，而且破壞了襯砌的整體性；無(wú)損檢測(cè)法是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)的所有技術(shù)手段的總稱(chēng)。它不僅效率高，代表性強(qiáng)，而且對(duì)檢測(cè)對(duì)象無(wú)損害，是工程質(zhì)量檢測(cè)所追求的目標(biāo)。本文介紹無(wú)損檢測(cè)法中的地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)方法在查明混凝土襯砌內(nèi)第一層鋼筋數(shù)量方面的應(yīng)用效果。

2　地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試方法與技術(shù)

2.1地質(zhì)雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)

探地雷達(dá)（Ground Penetrating Radar，簡(jiǎn)稱(chēng)GPR）是利用無(wú)線電波來(lái)確定地下介質(zhì)分布的一種方法。它是利用高頻電磁波的反射來(lái)探測(cè)目標(biāo)體，根據(jù)接收到的反射波的旅行時(shí)間、幅度與波形資料，推斷地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)與分布。

探地雷達(dá)技術(shù)具有幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：

（1）是一種非破壞性的地球物理探測(cè)技術(shù)，可以安全的應(yīng)用于城市和在建的工程現(xiàn)場(chǎng)以及河流、水庫(kù)的堤防；

（2）適應(yīng)性和抗干擾能力強(qiáng)，可以在各種噪音環(huán)境下工作；

（3）與地震勘探有相通之處，地震方法中的許多成熟技術(shù)可以在雷達(dá)中應(yīng)用；

（4）具有工程地質(zhì)勘測(cè)方面較為滿意的探測(cè)深度，配備低頻天線，一般的地下地質(zhì)條件下探測(cè)深度約為 30～50m，比較適宜的條件下可達(dá)近百米，淺層分辨率一般可達(dá)厘米級(jí)；

（5）自動(dòng)化程度高，微機(jī)全程控制資料的采集、記錄、處理和顯示，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理；

（6）一般1～2人即可操作，可單點(diǎn)測(cè)量，也可連續(xù)測(cè)量，效率高、成本低。

2　工作原理及基本組成［1］

地質(zhì)雷達(dá)是高頻電磁波以寬頻脈沖的形式，通過(guò)發(fā)射天線定向送入地下，經(jīng)過(guò)存在電性差異的地下地層或目標(biāo)體的反射后返回地面，由接收天線接收，如圖1所示。脈沖波行程需時(shí)：

圖1　地質(zhì)雷達(dá)工作原理及基本組成

3　工程實(shí)例

3.1測(cè)試情況簡(jiǎn)介

本次測(cè)試目的是查明B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻襯砌第一層主筋的數(shù)量。根據(jù)目的要求，采用雷達(dá)測(cè)試方法，進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)。主要使用的儀器為：SIR-3000雷達(dá)主機(jī)、900MHz及1500MHz收發(fā)一體天線。

3.2測(cè)線布置

B洞為城門(mén)型，邊墻混凝土內(nèi)表層鋼筋距離混凝土表面20～30cm，主筋間間距為15cm，表層主筋分布平行于邊墻表面且垂直于洞軸線。本次測(cè)線布置為距離B洞底板1.5m平行于洞軸線布置。測(cè)線布置示意圖如圖2。

圖2　測(cè)線布置示意圖

3.3測(cè)試參數(shù)的選擇

本次地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試是采用美國(guó)GSSI生產(chǎn)的SIR-3000雷達(dá)系統(tǒng)，其主要部件包括：SIR-3000雷達(dá)主機(jī)、900MHz收發(fā)一體天線，如圖3所示。該套雷達(dá)系統(tǒng)具有高精度、高分辨率，輕便快速，測(cè)試場(chǎng)地要求寬松的特點(diǎn)，可用于水電、公路、鐵路等多領(lǐng)域的探測(cè)工作。

圖3　

3.4測(cè)試成果分析

對(duì)B洞左邊墻測(cè)試區(qū)測(cè)線資料進(jìn)行處理分析后成果圖見(jiàn)圖4。根據(jù)鋼筋與周邊混凝土介電常數(shù)的明顯差異，我們從圖4中，分析出B洞左邊墻測(cè)試區(qū)內(nèi)的主筋分布數(shù)為25根。

圖4　B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻混凝土鋼筋地質(zhì)雷達(dá)圖像

為驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，最后對(duì)檢測(cè)區(qū)進(jìn)行了鑿開(kāi)檢測(cè)。該檢查區(qū)，鑿開(kāi)的照片如圖5。從圖5中我們能準(zhǔn)確數(shù)出檢測(cè)區(qū)內(nèi)的主筋數(shù)為25根。

圖5　B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻凝土開(kāi)挖主筋實(shí)際分布圖

通過(guò)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果與鑿開(kāi)檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況完全吻合，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

4　小結(jié)

本次使用雷達(dá)檢測(cè)方法檢測(cè)B洞K0+00～K0+2.9段左邊襯砌墻主筋數(shù)量結(jié)果與實(shí)際情況完全吻合。同時(shí)，通過(guò)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況的對(duì)比發(fā)現(xiàn)：

雷達(dá)檢測(cè)方法在檢測(cè)距混凝土表面20～30cm，平行間距15cm的鋼筋數(shù)量方面，準(zhǔn)確可靠，同時(shí)具有對(duì)被測(cè)對(duì)象無(wú)損害的優(yōu)點(diǎn)，是在類(lèi)似工程質(zhì)量檢測(cè)中值得推廣的一種檢測(cè)方法。但同時(shí)在本工程實(shí)例中，也發(fā)現(xiàn)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)由于混凝土第一層的鋼筋對(duì)電磁波具有很強(qiáng)的吸收作用，致使距第一層40cm的第二層鋼筋反射不明顯，無(wú)法準(zhǔn)確判斷第二層鋼筋的數(shù)量，因此，該方法也存在他的一定局限性，使用前需注意。

［1］羅成果，姚德兀，馮 寅.地質(zhì)雷達(dá)在導(dǎo)流洞鋼筋數(shù)量檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.勘察科學(xué)技術(shù)，2012，03：55～56.

［2］楊正剛，黃 易.巖溶壩基巖體質(zhì)量綜合物探技術(shù)檢測(cè)應(yīng)用研究［A］.貴州省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)，貴州省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集［C］.貴州省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)，2011：7.

［3］姜衛(wèi)方，萬(wàn)明浩，謝雄耀，趙永輝，王水強(qiáng).混凝土體內(nèi)鋼筋位置檢測(cè)實(shí)例——高頻地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用效果［J］.上海地質(zhì)，1999，01：47～49+54.

［4］沈小俊，王連成，李建軍，曾 耀.雷達(dá)技術(shù)在公路工程隧道無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用研究［J］.公路交通技術(shù)，2014（01）：111～117.

［5］楊 忠，胡志軍，劉文科.隧道混凝土內(nèi)鋼筋網(wǎng)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)研究［J］.巖土工程界，2008（06）：55～57.

馮 寅（1984-），男，研究生，工程師，主要從事水電站前期勘察物探項(xiàng)目工作。

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2095-2066（2016）14-0046-02

2016-5-1