1地（dì）質雷達的（de）基本工作原理

探地（dì）雷（léi）達的基本原理如圖1所示。探地雷達天線包括發射部分和接收部分。發射部分向地下定向發射高（gāo）頻脈衝（chōng）電磁波，電磁波在地下傳播過（guò）程中，遇到存在電性差異的地層或目標體時，便在其邊界麵發生透射和反射現象。反射波經由接收部分采集並且轉換為電信號，經（jīng）過適當的處（chù）理後，最後在電腦主機中顯示最終的波形（xíng）圖。當我們已知旅行時間（jiān）、波形和振幅之後，就可以計算出地下目標體的位置、大小、分布等信息［5，6］。

2工（gōng）程應用

2．1工程概況（kuàng）及參數設置

石馬隧道位於江西（xī）省吉安市永豐縣石馬鎮，為南昌—寧都高速C6與C7標段之間的連接隧道。石馬隧道為分離隧道，隧道全（quán）長為1665m，淨空寬為10．75m，高度5m。本次檢測儀器采用美（měi）國GSSI公司研製的TerraSIＲchSIＲ3000地質雷達。開始檢測之前，必須根據具體地質情況，調節相應的參數(主要包括雷達天線中心頻率、時窗和采樣次（cì）數等)，以達到儀器的理想狀態。考慮到探（tàn）測對象主（zhǔ）要為隧道初期支護，檢測對象為初期支（zhī）護的厚度，鋼拱架數量及初（chū）期支護背後是否有空洞，所以本次（cì）檢測采用900MHz中心頻率的天線，測量方式采用連續測量。探測的時窗主要取決於探測（cè）的深度（dù），考慮到本次探測主要為初期（qī）支護（hù）探測，檢測深度在1m之內即可（kě），則時窗可取為（wéi）50ns。

2．2測線布置

為了（le）使隧道襯砌質量檢測（cè）的效（xiào）果全（quán）麵、真實與可靠，我（wǒ）們采取布置（zhì）沿著隧（suì）道走向的五條測線，即邊牆兩條(測（cè）線1，2)、拱肩兩條(測（cè）線3，4)以（yǐ）及拱頂一條(測線5)，如圖2所示。

2．3地（dì）質雷達探測結果

1)初（chū）支厚（hòu）度檢測結果。由於隧（suì）道圍岩情（qíng）況複（fù）雜，地下介質對電磁波的（de）反射、吸收衰減作用，以及各種背景噪聲（shēng）的幹擾影（yǐng）響，導致接收（shōu）到（dào）的電信號是已經疊加後的，信號振幅（fú）微弱，目標體對應的有用信息（xī）被淹沒在雜亂的波形中，信噪比較低，所以要進行必要的數據處理，才可以識（shí）別出有用的波形信息。圖3是采用Ｒeflex軟件處理後的地（dì）質雷達波形圖，該（gāi）檢測段樁號範圍是ZK177+097～ZK177+112，沿測線3的位置數據采集（jí）。由於圍岩與混凝土（tǔ）介電常數（shù）差別較（jiào）大，電磁波在圍岩與混凝土界麵（miàn）傳播時（shí）將產生（shēng）較強反（fǎn）射信號，圖3中繪製出的（de）曲線即為該反射信號，表（biǎo）1列出了該檢測段測線3位置的初（chū）支（zhī）厚度（dù）的檢（jiǎn）測結（jié）果。接收機電腦主機發射機發射天線發射波接收天線地質異（yì）常體反射波測線5測線（xiàn）4測線（xiàn）2測線3測線1圖1地質（zhì）雷達探測原（yuán）理（lǐ）圖２測線布置圖STANCE[METER]100圖3地質雷達解譯結果表1石馬隧道（dào）左線初支混凝土厚度（dù）檢測結（jié）果表檢測裏程樁號支護類型混（hún）凝土設計（jì）厚度/cm測線位置混凝土實測厚度/cm結果評定（dìng）ZK177+097～ZK177+102S420測線317～27滿足規範及設計要求（qiú）ZK177+102～ZK177+107S420測線319～23滿足規範及設計要求（qiú）ZK177+107～ZK177+112S420測線318～24滿足規（guī）範及設計要求（qiú）2)拱架數量檢測結果（guǒ）。檢測（cè）段裏程樁號（hào）範圍及測線位置同上，由於（yú）鋼拱架與混凝土介電常數差別同樣很大，電磁波在混凝（níng）土與鋼拱架界麵（miàn）傳播時將（jiāng）產生強烈反射信號，圖3中用垂直箭（jiàn）頭標（biāo）記出了鋼拱架具體位（wèi）置，表2列出了該檢測段鋼拱架數量的檢測（cè）結（jié）果。

3結語

通過在昌寧高（gāo）速石馬隧道進行的多次地質雷達無損檢測，得到了如下認識:1)地質雷達作為一種無損檢測技術，具有（yǒu）成本低，操作方便快捷，探測精度高，數據采集與處理集於一身，目（mù）標體（tǐ）等異常圖像清晰且易於識別等特點，能有效檢測出（chū）鋼拱架異常（cháng）以及襯砌厚度。2)石馬隧道現（xiàn）場檢測結果表明（míng），左（zuǒ）洞出口ZK183+180～ZK183+040段拱頂測線、左、右拱腰測線及左、右邊牆（qiáng）測線初支（zhī）混凝土噴射層厚（hòu）度基本滿足設計（jì）要（yào）求，測線部位襯砌層與原岩耦合良好。鋼拱架布設（shè）總（zǒng）數滿足設計及有關規範的要求。3)在進行襯砌質量檢測時，應該盡量避免或減弱幹擾，最好繞開電導率較高或鐵磁性的物體如施工（gōng）台車等，因（yīn）此在檢測過程中，需要施工單位積極配合，台車與地質雷達要保持一定距離，其（qí）他施工作（zuò）業盡量停止。