摘 要：在對隧道（dào）襯砌質量實施（shī）檢（jiǎn）測過程中，由於地質雷（léi）達具有（yǒu）可靠、經濟（jì）以及輕便靈活等特點，因此其應用越來越廣泛（fàn），可以使隧道襯砌質（zhì）量（liàng）檢測準確性進（jìn）一步提高。本文首先對地質雷達的相（xiàng）關原理加以分析，並根據實（shí）際（jì）工程，對檢測時的雷達圖像和隧道缺陷進行分析，最後對提高檢測精度的（de）相關措施進行（háng）總結，旨在為今後檢測提供借鑒。

關鍵詞：圖像特征;隧道襯砌質量;地質雷達

1 概（gài）述

地質雷達（dá）主要具有無損、高效、抗幹擾能力強、可靠性、經濟性、靈（líng）活性（xìng）以及輕便性等特點，因此在（zài）對水利、市政、公路以及鐵（tiě）路等（děng）實施無損檢測過程中，其應用越來越廣泛。使用該種方法不但可以使（shǐ）隧道安全質量狀況評價更加科學，還可以使隧道（dào）施（shī）工質量管理力度進一步提高，從而達（dá）到提高隧道施工質（zhì）量的（de）目的。因此施工單位在對隧道實施施工過程中，應以（yǐ）地質雷達為基（jī）礎，對其襯砌缺陷進（jìn）行分析，為施工管理提（tí）供依據。

2 地質雷（léi）達的主要（yào）原理

在實施地質雷達檢測時，其本質是電磁波探測技術，具有連續、非接觸、快速等特點，因此其分辨率高、采（cǎi）集速度快。電磁波的傳遞過程需（xū）要借（jiè）助介質，因此介質的（de）幾何形態以及（jí）電性質與其波形（xíng）、電磁場（chǎng）強度以及路徑息息相（xiàng）關。因此（cǐ），技術人員可以以接收波的波形（xíng）、幅度以及雙程走時（旅行時間）為基礎，對地下（xià）介質分布（bù）情況加以分（fèn）析。

接收部（bù）分以及發射部分為地質雷達重要（yào）組成部分，其中發射部分主要（yào）可分成天線（向外輻射電（diàn）磁波）以及發射機（產生高頻脈衝波）兩部分，以60°～90°波束角的形式將（jiāng）電磁（cí）波發射到地下，在電（diàn）磁波的傳播（bō）過程中，若存在電性分界（jiè）麵，則會出（chū）現反射，隨後由接收電線接收反射波及直（zhí）達波，並將其傳遞到接收機（jī），並對其圖像進行處理，對前方目標體進行（háng）探測。圖1為計算圖（tú）。

其（qí）中：收發距為x（該值一般為固定的）;波速為v（介質一定時，該值固定）;目標體深度為z;t為電磁波雙程走時。為了了解物體內部的介（jiè）質剖麵圖，技術人員可以將接收天線和發射天線同步在物體表麵進行移動（dòng）進行探測（cè）。

3 對隧道襯砌質量進行檢測時其典（diǎn）型圖譜的主要特征

3.1 襯砌厚度

以原理為基礎（chǔ）對地質雷達檢測原理加（jiā）以分（fèn）析可知，在（zài）介質電性差異不斷（duàn）增加的過程中，其探測效（xiào）果差異則會隨之提高。因此在對襯砌混凝土（tǔ）實施檢測過程（chéng）中，其圍岩和混凝土之間的接（jiē）觸密（mì）實度（dù）越高，質量越好，其反射能量（liàng）則會相（xiàng）應降低，圍岩和混凝的反射截麵模糊性則（zé）會越高。技術人員（yuán）在對（duì）雷達（dá）剖（pōu）麵圖進行分析（xī）時，可以得到能量強、連續（xù）性好的反射波組，則可明確（què）圍岩或噴射混凝土與襯砌混凝土間分界麵的具體位置，最（zuì）終可對襯砌厚度進行分析。但是在對（duì）隧道圍岩實施開挖施工時，通常會出現欠挖或（huò）超挖問題，導致圍岩和襯砌截麵反射波曲（qǔ）線具（jù）有一定的起伏。對（duì）襯砌厚度進行計算時，可以用以下式為依據：

其中：襯砌厚度為h;襯砌雷達波速為v;電（diàn）磁波雙程旅行時間為Δt（ns）。以（yǐ）圖譜（圖2）為基礎，對（duì）其進行分析，可知部（bù）分施工（gōng）段（duàn）襯砌厚度與設（shè）計要求不相（xiàng）符。

當鋼筋混凝土為（wéi）二襯布設時（shí），在電磁波趨膚效（xiào）應等的影響下，混凝土（tǔ）中（zhōng）雙層鋼筋（jīn）會（huì）使電磁波衰減，導（dǎo）致（zhì）襯砌厚度計算困難進（jìn）一步提（tí）高，為了使鋼拱架更清晰，技術人（rén）員可以運用反褶積、濾波等（děng）手段對圖像（xiàng）實施處理，與此同時，技（jì）術人（rén）員可以以鋼拱架位置（zhì）為依據，對二次（cì）襯砌厚度（dù）進行分析。

3.2 鋼拱架和鋼筋

對相關規範進行分析可知，雷達圖譜所反映出的鋼筋信號應為小雙曲線形（見圖3）;與（yǔ）此同時，雷達圖譜所反映出（chū）的鋼拱（gǒng）架信號應為月牙（yá）形（見圖4）。

產生上述圖譜的主要原因是，在對隧道（dào）實施檢測過程中，其鋼筋混凝土中的（de）鋼筋通常為多根並排的形式，相鄰鋼筋會產生幹（gàn）擾，由於雷達分辨（biàn）率、鋼（gāng）筋間距以及直徑等的（de）影響，會（huì）使其呈現連續點狀強反射（shè）;在對鋼拱架進行檢測時，其呈現出（chū）的（de）形狀（zhuàng）為開口向下（xià）、分散的弧形，通常相較於鋼筋（jīn），鋼拱架的信號更強。

3.3 不密（mì）實和空洞

在對隧道襯砌質量進行檢測時，不密實和（hé）空洞是常見的病（bìng）害種類。當進行二次襯（chèn）砌施工時，若所使用的工藝為（wéi）模築泵送混凝土工藝，拱頂施工接（jiē）縫處極易出現三角形空洞，在雷達圖譜上主要表現為相鄰道間存在相（xiàng）位錯位、同相軸呈弧形、相位反轉、強反射以及多次性等特點。當存在不密實（shí）情況時，圖像（xiàng）有較分散、強反（fǎn）射信（xìn）號同相軸不連（lián）續。

以地（dì）質雷達技術（shù）為基礎對隧道襯砌質量實施檢測過程中，剖麵還可以反映出高壓線、機（jī）動車、鋼板、台架（jià）以及模板台車等物體，與此同時，檢測數據還會受（shòu）到信號接收器（qì）以及移動電話的影響（xiǎng）。在實（shí）施檢測時，為了使檢測數據更加準確，技術人員（yuán）應減少外部幹擾，若無法控製幹擾，技術人員應對幹擾信號進行（háng）記錄，並對雷達圖像實施觀察，一旦出現異常則應對其原因進（jìn）行查找，對構造物以及地下管線等情況實施分析，使檢測準確性進一步提（tí）高。

4 保（bǎo）障檢測精度的主要措施

4.1 對數據（jù）采集增（zēng）益設置過程進行控製

技術人員在實施增益設置過程中，應采用現場錘擊聽聲法對（duì）變強噴（pēn）射混凝土進行測試，選擇密實度（dù）最好的部位進行設置，由於隧道拱部極易出現脫空及崆峒等病害，因此技術人員不應拱部位置實施增益設置。除此之（zhī）外，在對現場（chǎng）實施增益設置時，技術人（rén）員還應將雷（léi）達天線周圍幹擾物清理幹淨。

4.2 對幹擾圖像（xiàng）辨識以及病害識別過程進行控製

為（wéi）了（le）使隧道幹擾圖像（xiàng）辨別以及病害識別準確度（dù）進一步提高，技術人員不但需要熟悉幹擾信號雷達圖和（hé）隧道典型病害，還需要了解隧道施工和設計技術，對雷達圖病害信號進行有針對性的分析。例如：當隧道出現（xiàn）超（chāo）挖時，初期支護拱架會出現空洞或脫空等問題，此時圖像中的（de）異常強反射通常出現在深度0.2 m～0.4 m處。與（yǔ）此（cǐ）同時，當隧道內（nèi）存在幹擾源時，技（jì）術（shù）人員應對其進行記錄，並對記錄內（nèi）容進行控製，提（tí）高其詳細度（dù），使數據內業（yè）分析更加準確;技術人員還（hái）應對異常（cháng）信號原因進行判斷，判斷其異常原因是（shì）由幹擾源導致的還是由襯砌內病害所導致的。在移動天（tiān）線過程中，圍岩和襯（chèn）砌之間的表麵反射信號和反射信號變化（huà）應（yīng）為同步的，但是（shì）當隧道內存在幹擾源時，其反射波會呈現反向變化的情況，以此為依據，便可（kě）對（duì）異常原因進行判斷。

4.3 對隧道襯砌厚度檢測進行控製

為了使波速（sù）數值更加準確，技術人員應多選擇幾個位置進行（háng）鑽孔，並對波速平均值進行計算（suàn），當波（bō）速值為3～5個時（shí），可以將其誤差控製在5%的範圍內。與此同時，在對波速進行檢測時，技術人員還可以使用微電測深法（fǎ）（誤差範圍（wéi）為-2 cm～2 cm），該種方法不需要打孔，且測量過程（chéng）便捷，達到多次測量的目的。通過對檢測過程進行（háng）分析（xī）可知，平均（jun1）波速法可以將襯砌厚度誤差控製在-5 cm～5 cm的範圍（wéi）內。

4.4 對隧道（dào）襯砌質量檢測裏程定位進行（háng）控製

在對隧道襯（chèn）砌質量實施檢測過程（chéng）中，時間觸發方式應（yīng）用（yòng）較為廣泛。為了（le）使其檢測精度進一（yī）步提高，技術（shù）人員在進行現（xiàn）場采集過程中（zhōng），技術人員應對（duì）天線移動速度進（jìn）行控製，並盡量保持勻速，使裏程（chéng）內插誤差進一（yī）步降（jiàng）低，與此同時（shí），為了使定位裏程準確度進一步提高，技術人員應提高記錄的詳細性。

5 結束語

在對隧道襯砌質量進行無損檢測過程中，地質雷達技術應用越來（lái）越廣泛，其不（bú）但可以為隧道竣工驗收和（hé）施工質量控製提供借鑒，還可（kě）以對隧道運營安全性進行評價，在（zài）隧道維護、運營以及建設過程中起到了至關重要的作用。技術人員應充分了解地（dì）質雷達（dá）的檢測原理，對質量缺陷進行分析，判（pàn）斷（duàn）其圖譜異常的主要原因，與此同時（shí），技術人員（yuán）還應對地質（zhì）雷達檢測準確性進行控製，使其判（pàn）定更加準確（què），保障地質雷達的檢測精度，從（cóng）而達到提高隧道襯砌質量（liàng）的目的。