房欣欣

(山西省交通新技術(shù)發(fā)展有限公司，山西 太原 030012)

在隧道病害治理過程當(dāng)中，通過應(yīng)用雷達(dá)探測方法，能夠幫助相關(guān)人員進(jìn)一步了解隧道襯砌混凝土施工質(zhì)量，以及隧道襯砌裂縫發(fā)育情況，并結(jié)合隧道圍巖特征，制定出較為完善的病害治理措施。為了保證雷達(dá)探測方法在隧道病害治理當(dāng)中得到更好運(yùn)用，本文深入探討雷達(dá)探測方法應(yīng)用要點(diǎn)。

1 常見隧道病害分析

1.1 結(jié)構(gòu)性病害

隧道變形屬于結(jié)構(gòu)性病害的一種，隧道通常會(huì)沿著車輛運(yùn)行方向出現(xiàn)沉降，進(jìn)而引發(fā)隧道的變形。因?yàn)樗淼莱霈F(xiàn)變形病害，其內(nèi)部的支護(hù)結(jié)構(gòu)受力不集中，容易引發(fā)較為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性破壞。通常來說，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害分成兩種類型，分別是由施工縫所引起的病害，比如隧道管片之間的施工縫，另一種是由隧道變形引起的病害，比如隧道出現(xiàn)不均勻沉降時(shí)所產(chǎn)生的裂縫。

1.2 非結(jié)構(gòu)性病害

所謂非結(jié)構(gòu)性病害，指的是對(duì)隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生任何影響，但是，對(duì)隧道自身的穩(wěn)定、安全運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大影響的一系列病害。如果隧道出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性病害，很可能是隧道內(nèi)部材料受損，或者隧道線路出現(xiàn)老化與磨損現(xiàn)象等。

2 雷達(dá)探測方法的應(yīng)用要點(diǎn)分析

2.1 雷達(dá)探測方法原理

探地雷達(dá)方法被廣泛的應(yīng)用到隧道病害治理工作中，雷達(dá)系統(tǒng)通過向探測物體發(fā)射出電磁脈沖，該電磁脈沖能夠穿出介質(zhì)表層，一旦遇到目標(biāo)物，或者是不同的介質(zhì)界面，會(huì)快速的被反射，雷達(dá)系統(tǒng)能夠?qū)⒔邮盏降姆瓷洳?，有效的疊加，經(jīng)過疊加、濾波等處理后，準(zhǔn)確的計(jì)算出電磁脈沖傳送到目標(biāo)物所使用的時(shí)間，進(jìn)而精確的計(jì)算出目標(biāo)物的實(shí)際深度與具體部位。電磁脈沖傳輸時(shí)間主要由物體自身導(dǎo)電性來決定。

隧道病害檢測期間，因?yàn)樗淼酪r砌出現(xiàn)大面積裂縫，或者隧道襯砌后背出現(xiàn)孔洞，在裂縫與孔洞周圍區(qū)域，會(huì)形成劇烈的反射電磁波，進(jìn)而幫助相關(guān)人員更加準(zhǔn)確的判斷出隧道病害具體位置。當(dāng)前階段，隧道病害檢測當(dāng)中所采用的探地雷達(dá)系統(tǒng)，已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)功能數(shù)字化控制目標(biāo)，同時(shí)具備多種天線，能夠適應(yīng)多種檢測深度需求，設(shè)備實(shí)現(xiàn)微型化目標(biāo)，可以顯著縮短隧道檢測時(shí)間。

結(jié)合大量數(shù)據(jù)得知，雷達(dá)電磁波在介質(zhì)當(dāng)中的傳播速度，受介質(zhì)自身的介電常數(shù)影響較大，如果介質(zhì)自身的介電常數(shù)較大，會(huì)降低雷達(dá)電磁波傳輸速度，反之亦然。而介質(zhì)自身的介電常數(shù)不但和自身性質(zhì)相關(guān)，而且和介質(zhì)自身的含水率息息相關(guān)，介質(zhì)含水量會(huì)對(duì)反射電磁波產(chǎn)生較大影響，如果介質(zhì)自身含水量顯著增加，介電常數(shù)也會(huì)增加，電磁波傳輸速度明顯下降，反射電磁波波長逐漸減小。

2.2 應(yīng)用要點(diǎn)

(1)做好數(shù)據(jù)分析與處理工作。運(yùn)用雷達(dá)探測方法進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)檢測，重點(diǎn)是利用高頻率電磁方法進(jìn)行探測，在采集數(shù)據(jù)時(shí)，為了保持反射波自身特點(diǎn)，其頻帶記錄較寬，但是，隧道內(nèi)部的雷達(dá)探測數(shù)據(jù)受環(huán)境因素影響較大，所以，為了減小隧道內(nèi)部因素對(duì)雷達(dá)探測產(chǎn)生的不利影響，提升雷達(dá)探測結(jié)果的精確性，相關(guān)人員要做好數(shù)據(jù)分析與處理工作，準(zhǔn)確記錄下各個(gè)樁號(hào)的具體位置，保證隧道剖面翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)參數(shù)更加準(zhǔn)確。

(2)做好資料解釋工作。探地雷達(dá)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)之后，要求相關(guān)人員對(duì)其檢測到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析，將接收到的各項(xiàng)隧道數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中進(jìn)行回放顯示，加強(qiáng)系統(tǒng)分析，解讀出各項(xiàng)信息內(nèi)涵，并準(zhǔn)確的判斷出信息異常，利用雷達(dá)透視掃描，重點(diǎn)觀察隧道內(nèi)部電磁波強(qiáng)弱情況，根據(jù)圖像當(dāng)中的頻率特征，準(zhǔn)確判斷出隧道內(nèi)壁是否出現(xiàn)較大的安全隱患。

此外，相關(guān)人員也可以采用雷達(dá)專用軟件，將收集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高效處理，探地雷達(dá)所接收到的反射波不同，其所反映的信息也不同，因此，相關(guān)人員要根據(jù)探地雷達(dá)彩色掃描圖，合理確定反射波，從而更好的確定介質(zhì)電性差異。

(3)明確隧道脫空區(qū)檢測要點(diǎn)。因?yàn)榭諝夂突炷恋奈锢硇再|(zhì)差異比較大，使得兩者的介電常數(shù)存在一定差異，隧道工程施工期間，如果隧道襯砌混凝土回填質(zhì)量不滿足規(guī)定要求，混凝土和圍巖間容易出現(xiàn)較大縫隙，在此時(shí)期內(nèi)，電磁波經(jīng)過空氣和混凝土界面，通常會(huì)產(chǎn)生特別強(qiáng)的反射信號(hào)。脫空區(qū)面積越大，相關(guān)人員能夠在雷達(dá)圖像當(dāng)中清晰看到，雷達(dá)圖像當(dāng)中的反射波呈現(xiàn)弧形，反射波具備同相軸特點(diǎn)，表明混凝土層下部較多。

2.3 注意事項(xiàng)

為了保證相關(guān)人員更好的確定隧道病害所在位置，在運(yùn)用探地雷達(dá)探測方法時(shí)，相關(guān)人員要特別注意以下問題：

第一，提升放線的精確度，保證探地雷達(dá)系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行。

第二，保持測距輪與隧道壁之間的距離滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求。

第三，保證雷達(dá)地質(zhì)天線穩(wěn)定運(yùn)行，避免其出現(xiàn)故障。

第四，保持隧道表面的光滑度滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求。

第五，嚴(yán)格控制測距輪使用時(shí)間，如果測距輪的使用時(shí)間過長，容易產(chǎn)生較大損耗。

第六，定期校正波速，每隔一定距離，或更換隧道之后，相關(guān)人員均需要校正波速。

2.4 隧道病害治理措施

第一，注漿加固治理措施。在隧道圍巖加固過程當(dāng)中，注漿治理措施較為常見，可以顯著提升地層穩(wěn)定性與圍巖承載能力，保證隧道襯砌結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定的受力狀態(tài)。通過采用隧道注漿加固治理措施，可以保證巖體裂縫與空隙完全填滿，不斷減小隧道地層自身的透水性，保證地下水得到有效阻隔。

第二，錨桿加固治理措施。在隧道病害治理期間，通過采用錨桿懸吊與組合梁等方法，將加固圍巖視為固定端，保證隧道病害襯砌結(jié)構(gòu)可靠連接，不斷提升隧道圍巖結(jié)構(gòu)自身的承載能力，進(jìn)而減少變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。

第三，套襯治理措施。運(yùn)用探地雷達(dá)檢測方法得知，隧道襯砌表層出現(xiàn)很多縱向貫穿裂縫，該貫穿裂縫主要是由于混凝土施工強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)引起的，隧道襯砌表層出現(xiàn)嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象，降低隧道穩(wěn)定性。在治理過程當(dāng)中，可以采用套襯治理措施。

第四，襯砌結(jié)構(gòu)病害治理措施。針對(duì)小型裂縫，若沒有出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，可以采用水泥漿嵌補(bǔ)，也可以提前鑿出坑槽，涂抹適量的水泥砂漿。為了避免砂漿固結(jié)后發(fā)生收縮，在砂漿制作期間，相關(guān)人員可以添加15%的微膨脹劑。如果裂縫寬度比較大，則可以采用錨網(wǎng)噴治理措施。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)雷達(dá)探測方法的應(yīng)用要點(diǎn)與注意事項(xiàng)進(jìn)行多角度分析，例如做好數(shù)據(jù)分析與處理工作、做好資料解釋工作、明確隧道脫空區(qū)檢測要點(diǎn)等等，可以保證雷達(dá)探測方法在隧道病害治理中得到更好運(yùn)用，加強(qiáng)隧道病害預(yù)防性治理，進(jìn)而提升隧道病害治理水平。