蘭平

摘 要：我國交通運輸網(wǎng)絡(luò)中，隧道工程屬于關(guān)鍵組成之一，因其具備特殊性的緣故，當有安全事故發(fā)生后，會帶給人民群眾危害，構(gòu)成不可估量的損失。所以，在隧道工程施工中就必須做好質(zhì)量檢測工作，確保隧道后續(xù)投入運行時的質(zhì)量安全。本文從地質(zhì)雷達工作原理入手，剖析了隧道施工質(zhì)量檢測中地質(zhì)雷達的工作步驟，并探討了地質(zhì)雷達的具體應(yīng)用，以供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：隧道施工;質(zhì)量檢測;地質(zhì)雷達;應(yīng)用策略

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得公路與鐵路技術(shù)產(chǎn)生了巨大變化，隧道已逐步發(fā)展一種主要的交通通行方式，為了保障隧道整體質(zhì)量，就必須做好質(zhì)量檢測工作。地質(zhì)雷達用于檢測中具有高效、無損等優(yōu)勢，能面向混凝土結(jié)構(gòu)及圍巖體展開準確的檢測，及時發(fā)現(xiàn)存在的缺陷。隧道由于施工、地質(zhì)及運營環(huán)境方面存在區(qū)別的緣故，因此隧道在設(shè)計初始都密切結(jié)合了實際情況，且面臨了較大的施工難度，混凝土襯砌厚度薄、背后脫空或不密實等施工質(zhì)量問題相當常見。為了保障隧道施工質(zhì)量，有必要做好施工質(zhì)量檢測工作。

1 地質(zhì)雷達工作原理

地質(zhì)雷達主要是結(jié)合發(fā)射天線將高頻電磁波發(fā)射至地下，由于地表下有著不同的地質(zhì)界面，因此會有不同物理現(xiàn)象產(chǎn)生。處于傳播中的高頻電磁波，與不同電性界面相遇時，會有折射、反射的現(xiàn)象，透過界面的折射部分會繼續(xù)傳播，發(fā)生反射的則會往地表返回并被地質(zhì)雷達接收天線接收。傳播中的電磁波，在能量未被吸收完前，經(jīng)歷過的折射或反射次數(shù)不定，且地質(zhì)界面各有不同，兩者相遇后勢必會發(fā)生各種現(xiàn)象，截止于能量被吸收完。不同介質(zhì)中的電磁波傳播過程，當介質(zhì)產(chǎn)生變化之后，其路徑、波速、波幅及電磁場強度也會有相應(yīng)的變化[1]。同時，地下介質(zhì)具備不同電性及電波折射能力，因此返回的電波頻率也會有差異，在分析計算發(fā)出與返回的電磁波及時常等信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)處理便能收獲準確的地下勘測數(shù)據(jù)。傳輸自雷達的數(shù)據(jù)通過處理后映射成圖，在與地質(zhì)勘查資料及實際情況相結(jié)合的基礎(chǔ)上，能面向介質(zhì)及結(jié)構(gòu)準確推斷空間位置及構(gòu)造。

2 隧道施工質(zhì)量檢測中地質(zhì)雷達工作步驟

2.1 預(yù)先準備

檢測隧道施工質(zhì)量前，要求做好地質(zhì)雷達檢驗評估工作，穩(wěn)定設(shè)備狀態(tài)，以此消除設(shè)備在實際運用中可能出現(xiàn)的損壞等情況。同時，需要對其數(shù)據(jù)傳輸標準參數(shù)加以明確和對比，且在實際檢測前也應(yīng)當認真檢測地質(zhì)雷達，標注不同的數(shù)據(jù)，在完成地質(zhì)雷達重復檢測、多項檢測等檢驗工作后，能為地質(zhì)雷達數(shù)據(jù)探測提供準確性保障。

2.2 布置地質(zhì)雷測線

使用地質(zhì)雷達前，應(yīng)以隧道走向、地質(zhì)及面積等情況為根據(jù)，在與科學計量等形式相結(jié)合的前提下，初步完成地質(zhì)雷達線路分布設(shè)定作業(yè)，保障其作用價值得以最大限度發(fā)揮。線路設(shè)計中，因布置工作相當簡便快捷且靈活的較高，所以僅需結(jié)合探測目的及探測內(nèi)容布置即可[2]。同時，在布置線路時，施工單位應(yīng)以工程情況為根據(jù)，合理進行布置方式的選擇，如檢測點布置、檢測線路布置及網(wǎng)格路線布置等常見的測線布置方式，保障布置的合理性與科學性。

2.3 采集整理探測數(shù)據(jù)

地質(zhì)雷達實際探測過程中，要求相關(guān)人員調(diào)低雷達天線兆數(shù)，同時通過連續(xù)探測方式的運用，面向隧道內(nèi)部及混凝土結(jié)構(gòu)展開準確的探測，整個探測過程約15 min～30 min。各個隧道工程在整體水平及混凝土質(zhì)量要求方面皆有一定差異，所以在具體檢測中需要以實際情況為根據(jù)探測不同部位。此外，相關(guān)人員在探測操作過程中，需對地質(zhì)雷達傳輸?shù)挠跋駡D及數(shù)據(jù)予以密切關(guān)注和實時采集，全面統(tǒng)計各項數(shù)據(jù)信息，并以地質(zhì)雷達探測原理為根據(jù)，采集校正初始數(shù)據(jù)，賦予檢測準確性保障。

2.4 數(shù)據(jù)分析應(yīng)用

現(xiàn)場檢測作業(yè)完成后，便進入了數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)。分析的內(nèi)容主要由調(diào)整零點、調(diào)整檢測方向、切除首位廢段、識別目標信號、均衡水平距離、判定鋼架（鋼筋）分布、水平（垂直）濾波、判定密實度、計算襯砌厚度等，同時繪制結(jié)果報表。在整個探測工作完成后，應(yīng)向施工現(xiàn)場傳輸準確的測試結(jié)果，結(jié)合結(jié)果信息對施工過程加以指導[3]。施工方需要細致開展核對工作，核對依據(jù)為探測數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)有問題出現(xiàn)在施工中，需要密切圍繞檢測結(jié)果展開整改，這樣一來就能保障后續(xù)施工的質(zhì)量，并提高隧道的穩(wěn)定性和安全性。

3 隧道施工質(zhì)量檢測中地質(zhì)雷達的具體應(yīng)用

3.1 鋼架位置檢測

隧道重要或薄弱部位中，襯砌內(nèi)鋼格柵或鋼筋發(fā)揮著不可忽視的加固作用，而通過地質(zhì)雷達的運用，能準確判斷鋼架位置。但是，因現(xiàn)場施工中有不正當操作，或路面平整度不達標，或天線操作人員托舉不合理，難免會導致鋼筋數(shù)量實測中出現(xiàn)誤差，且因雷達波的反射與屏蔽方面，金屬物體反應(yīng)十分強烈，同時由于鋼筋間距小，所以基本上僅能對與混凝土表面相近的一層鋼筋數(shù)量進行判斷，而后排鋼筋不具備太強的反射信號[4]。此外，設(shè)計有鋼筋網(wǎng)的二次襯砌內(nèi)，應(yīng)提前檢測初襯鋼架，待檢測完成后才能二次襯砌澆筑，這樣一來才會有較為清晰的鋼架信號出現(xiàn)在雷達圖上。值得一提的是，倘若二次襯砌為素混凝土，可在完成了二次襯砌后再檢測。

3.2 密實度（或脫空）檢測

隧道施工質(zhì)量問題中，混凝土不密實或背后脫空較為常見，之所以會有此類問題出現(xiàn)，基本都是施工因素引起的，如防水材料褶皺、超挖過大、模板漏漿、噴射中鋼筋（鋼架）遮擋、泵送混凝土抽送壓強等。針對混凝土不密實情況，采用傳統(tǒng)檢測手段基本無法檢測出來。而在地質(zhì)雷達檢測技術(shù)引入之后，通過此項技術(shù)手段的各種優(yōu)勢特點，能發(fā)揮遠超傳統(tǒng)檢測技術(shù)手段的檢測作用。使用地質(zhì)雷達檢測時，基本上是借助連續(xù)反射波組確定襯砌混凝土不密實度，例如有較強反射波組出現(xiàn)在襯砌混凝土內(nèi)部時，會明顯發(fā)現(xiàn)反射波同相軸出現(xiàn)畸變或振幅的情況，而波形也起伏不定，此時基本上能確定此處襯砌混凝土中出現(xiàn)了密實度不足的問題，而如果連續(xù)發(fā)生此類情況，可初步判定為脫空現(xiàn)象。

3.3 隧道初支與二襯檢測

隧道初支檢測通常是以初期支護接觸圍巖的情況為對象。未發(fā)現(xiàn)有空隙存在于襯砌背后時，表明混凝土較好的接觸了圍巖。如果有回填不密實的情況出現(xiàn)在混凝土背后，圍巖與混凝土間發(fā)現(xiàn)存在空隙，介電常數(shù)各不相同的混凝土和空氣接觸后，兩者間的電磁波會發(fā)出反射信號，且強度較大[5]。出現(xiàn)較大的空洞時，基本能清晰觀察到圍巖界面，觀察地質(zhì)雷達剖面圖，會發(fā)現(xiàn)混凝土下層出現(xiàn)弧形同相軸現(xiàn)象，且伴隨多次反射波，并呈現(xiàn)出明顯更強的能量。在對襯砌界面反射信號反射事件準確判斷之后，能獲取與實際相符合的襯砌厚度值，此時會有襯砌厚度明顯發(fā)生變化的現(xiàn)象出現(xiàn)在雷達圖像內(nèi)。

4 結(jié)語

綜上所述，作為隧道檢測技術(shù)中應(yīng)用最廣泛地地質(zhì)雷達技術(shù)，應(yīng)用至隧道施工質(zhì)量檢測中時，能在維持隧道結(jié)構(gòu)不變的前提下完成檢測工作。本文從地質(zhì)雷達工作原理、隧道中應(yīng)用的工作步驟入手，探討了隧道施工質(zhì)量檢測中地質(zhì)雷達監(jiān)測技術(shù)的具體應(yīng)用，相信能為我國隧道工程施工質(zhì)量整體性的提升提供一定幫助。

參考文獻：

[1]楊小波.地質(zhì)雷達無損探測技術(shù)在隧道檢測中的應(yīng)用[J].中華建設(shè)，2020（6）：130-131.

[2]劉偉.地質(zhì)雷達在隧道工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導報，2019，16（24）：21-22.

[3]賈建華.地質(zhì)雷達在隧道檢測中的應(yīng)用探討[J].低碳世界，2019，9（5）：258-259.

[4]張俊曦.地質(zhì)雷達在隧道工程檢測中的應(yīng)用[J].交通世界，2018（25）：116-117.

[5]吳小樹.地質(zhì)雷達在公路隧道工程檢測中的應(yīng)用[J].華東公路，2020（2）：55-57.