地質雷達技術應用于隧道檢測工程,特別是在判斷襯砌厚度方面具有一定的科學性和準確性, 并且具有快速、高效、無損等優(yōu)點。
地質雷達法可檢測混凝土襯砌厚度的變化,襯砌內部鋼拱架和鋼筋的分布??梢杂迷诘刭|勘察,管線探測,混凝土檢測,路面公路檢測等等。
小編以一實例詳細介紹地質雷達檢測法。
【案例】
某建設項目隧道施工監(jiān)控量測項目涉及四座隧道。四座隧道均屬侵蝕剝蝕低山丘陵區(qū),隧道穿越低山丘陵 區(qū), 地形起伏較大。隧道東線出口段K79+816~K82+8163000m隧道穿越地段圍巖類別變化頻繁,地質結構復雜、通風排煙困難、巖爆頻繁。
為保證工程質量, 采用探地雷達方法對隧道襯砌厚度進行檢測。
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檢測目的
由于隧道施工本身的特點,隧道的初襯和巖石層之間、初襯和二襯之間,如果施工控制不當,容易出現襯砌厚度不均勻,因此其主要目的是檢查初襯和二襯的襯砌厚度是否符合設計要求。
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檢測依據
1)鐵路隧道工程質量檢驗評定標準,TB10417-98;
2)鐵路混凝土與砌體工程施工及驗收規(guī)范,TB10210-97;
3)混凝土結構工程質量驗收規(guī)范,GB50204-2002。
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儀器設備
探地雷達由一體化主機、天線及相關配件組成。

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檢測流程

01混凝土襯砌條件檢查
檢查支護變形是否會造成襯砌混凝土厚度不足。在襯砌混凝土澆注之前,應對隧道實際輪廓進行檢測。有侵入襯砌斷面的,應在澆注前進行處理,以保證襯砌混凝土厚度。
02天線選型
下圖為地質雷達天線參數

針對本次隧道襯砌檢測的具體情況,主要從分辨率、穿透力和穩(wěn)定性三個方面綜合衡量,我們選擇了500MHz 。500MHz天線分辨率較高,能夠發(fā)現二襯間存在的缺陷,確定二襯厚度。
03記錄參數的確定
在選定測量天線后,進行了記錄參數選取試驗。根據現場調試分析結果,確定主要參數如下:
a)車輛行駛速度控制在5km/h 左右;
b)每道(即每個地面采樣點)包括512 個時間采樣點;
c)500M 天線的時間窗(記錄長度)為50ns;
d)采用9 點分段增益,由淺至深線性增益;
e)采用連續(xù)檢測方式,每隔5米打一個標記,每50 米打雙標。
注:在實際測量中,車速要盡量勻速,樁號設置一定要清晰、準確。
04檢測測線布置
n每條隧道沿隧道圓周均勻布置5條測線(如圖)

05現場數據采集
根據實驗情況,選好工作參數后,進行連續(xù)觀測,每1m作一雷達識別標記,依次完成5條測線的數據采集工作。



06處理數據處理和分析
地質雷達數據處理的目的是壓制隨機和規(guī)則干擾,以最大可能的分辨率在雷達圖像剖面上顯示反波,并提取反射波的各種有關信息。

注意:由于探測精度與所取的波速有關,因此需要在現場測取足夠點數的雷達波來測取波速,可將襯砌厚度誤差限定在2 cm ~ 4 cm范圍內。
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工程施工質量評價
經過對雷達剖面顯示異常(包括幅度和相位的變化)的細致分析,對檢測隧道的襯砌施工質量得到如下結論:
(1)二襯的襯砌厚度基本能達到設計要求;
(2)初襯與巖石面之間未發(fā)現大的缺陷。
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注意事項
地質雷達法在隧道襯砌工程質量檢測中,首先要根據實際情況選好工作參數、設備、布設測線,其次要選取合理的處理模塊,做好干擾波去除,即可獲得滿意的檢測效果。
在做初襯檢測時,由于隧道表面凸凹不平,地面也不平整,給雷達檢測造成很大困難,此時要注意觀察天線是否離開隧道表面,或突然移動到另外的地方,并在天線工作不正常處打標記樣就不會產生誤判。