地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中的運(yùn)用探究

雷科

摘 要：地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)設(shè)備是一種無(wú)損、高效的檢測(cè)手段，其原理是利用高頻電磁波的傳遞、信號(hào)接受能力，對(duì)地質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行有效的反映和檢測(cè)。對(duì)于鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)來(lái)說(shuō)，要在正式檢測(cè)工作開(kāi)展之前進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作，包括對(duì)無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備類(lèi)型的選擇、被測(cè)地點(diǎn)的介電常數(shù)確定、儀器設(shè)備的檢測(cè)前的檢查等，在實(shí)際的應(yīng)用中可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)脫空病害、鋼筋骨架位置以及襯砌基底的檢驗(yàn)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達(dá);鐵路隧道襯砌;質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)于鐵路隧道襯砌質(zhì)量的檢驗(yàn)方法有很多，目前較為高效的無(wú)損檢測(cè)手段是地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用，其具有檢測(cè)精度較高、檢測(cè)速度較快、檢測(cè)操作較為方便的特點(diǎn)，是一種現(xiàn)代化的高效檢測(cè)手段方式。

一、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)原理

地質(zhì)雷達(dá)的檢測(cè)是利用高頻電磁波的穿透反射能力，通過(guò)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)的發(fā)射和信號(hào)接受設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了其在地質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中的信號(hào)發(fā)射和信號(hào)接受分析的功能。高頻電磁波的主頻數(shù)量可以達(dá)到百兆赫以上，有些設(shè)備甚至可以達(dá)到千兆赫的主頻頻率，帶短脈沖的寬頻形式通過(guò)地面天線(xiàn)進(jìn)入測(cè)量區(qū)域之后，對(duì)于不良的地質(zhì)、不均勻的地質(zhì)能夠有效的接受到相關(guān)的反映信號(hào)，信號(hào)的傳遞時(shí)間公式為：

只要能夠有效的獲知不同地質(zhì)條件下的電磁波傳遞速度就有較為準(zhǔn)確的獲得時(shí)間t的數(shù)值，一般來(lái)說(shuō)其傳遞速度值與地質(zhì)中的相對(duì)介電常數(shù)和光速有關(guān)，從而能夠有效的得出特定時(shí)間下的地質(zhì)情況，雷達(dá)波形記錄圖上各測(cè)點(diǎn)均以測(cè)線(xiàn)的鉛垂方向記錄波形，以波形、灰階或彩色表示，就構(gòu)成雷達(dá)剖面圖。同相軸或等灰度、等色線(xiàn)即可形象地表征出襯砌反射面及其它特征。

二、地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)準(zhǔn)備

（一）天線(xiàn)選擇

天線(xiàn)作為地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中的信號(hào)發(fā)射設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)有效檢驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，天線(xiàn)是決定地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射頻率大小的儀器，而頻率的大小在不同程度上也會(huì)影響襯砌質(zhì)量檢測(cè)的效果，比如高頻的電磁波因?yàn)槠渲黝l的頻率較高，其分辨率能夠達(dá)到很高的水平，但是也因?yàn)檫@樣的高頻率電磁波的衰減速度較快，所以其能夠有效測(cè)量檢測(cè)的深度有限，一般適用于深度較淺的高精度地質(zhì)情況檢測(cè);同時(shí)低頻的天線(xiàn)發(fā)射系統(tǒng)能夠發(fā)射主頻頻率較低的電磁波，這樣的電磁波的衰減速度相對(duì)高頻電磁波來(lái)說(shuō)較慢，能夠有效的傳遞到更深層的地質(zhì)深處，但是其不利之處也十分明顯，這樣的低頻電磁波必然不能夠獲得較高的檢測(cè)精度，不利于精確工作的開(kāi)展，所以低頻天線(xiàn)比較適用于檢測(cè)深度較深，同時(shí)對(duì)檢測(cè)的精度要求不高的地質(zhì)檢測(cè)。

（二）介電常數(shù)的確定

介電常數(shù)對(duì)于地質(zhì)雷達(dá)的電磁波應(yīng)用精度來(lái)說(shuō)具有重要的意義，因?yàn)榈刭|(zhì)情況的確定分析就是利用地質(zhì)的不同介電常數(shù)，通過(guò)計(jì)算公式測(cè)算出來(lái)的，所以確定被測(cè)目標(biāo)地點(diǎn)的介電常數(shù)是必要的鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)準(zhǔn)備工作。根據(jù)相關(guān)的襯砌質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo)意見(jiàn)可以得知，介電常數(shù)可以從其他的材料、厚度、位置等條件相同的其他材料上間接性的獲得，比較準(zhǔn)確的介電常數(shù)獲取手段就是在正式的測(cè)量檢測(cè)開(kāi)展之前，通過(guò)對(duì)已知厚度的地質(zhì)目標(biāo)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行有效的介電常數(shù)標(biāo)定，這樣的方式可以有效提高測(cè)量精度。

（三）儀器設(shè)備的檢查

在正式開(kāi)展檢測(cè)工作之前要對(duì)地質(zhì)雷達(dá)設(shè)備儀器的檢測(cè)精確度進(jìn)行必要的校核，保證設(shè)備能夠有效的開(kāi)展各種檢測(cè)工作，通過(guò)試點(diǎn)檢測(cè)的方式，對(duì)已知檢測(cè)結(jié)果的地質(zhì)段數(shù)據(jù)與擬用于隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)的地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，如超出地質(zhì)雷達(dá)的檢測(cè)精度范圍。要及時(shí)的分析相關(guān)問(wèn)題，必要時(shí)更換相關(guān)儀器設(shè)備，同時(shí)對(duì)檢測(cè)的方法手段也能有效的檢測(cè)，調(diào)整方案中存在的不良操作問(wèn)題，保證實(shí)際檢測(cè)工作開(kāi)展中的精確度。

三、地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中的運(yùn)用實(shí)例

通過(guò)應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)在實(shí)際的工程襯砌檢驗(yàn)中，根據(jù)其呈現(xiàn)效果，能夠有效的分析襯砌的運(yùn)用效果，分析襯砌的實(shí)際質(zhì)量水平。

（一）脫空檢驗(yàn)

襯砌結(jié)構(gòu)如果存在脫空現(xiàn)象，那么在地質(zhì)雷達(dá)的實(shí)測(cè)顯示圖中，與周?chē)鷽](méi)有出現(xiàn)脫空現(xiàn)象的襯砌結(jié)構(gòu)相比，就會(huì)出現(xiàn)明顯的波形突變現(xiàn)象，其相對(duì)幅值的變化較大，很明顯的呈現(xiàn)出來(lái)。

（二）鋼筋等金屬骨架材料的位置確定

在地質(zhì)雷達(dá)的實(shí)測(cè)檢測(cè)顯示圖中，對(duì)于鋼筋等金屬材料的顯示結(jié)果會(huì)呈現(xiàn)出強(qiáng)反射信號(hào)，一般根據(jù)鋼筋、鋼材類(lèi)型的不同，會(huì)表現(xiàn)出雙曲線(xiàn)或者月牙形態(tài)，經(jīng)過(guò)相關(guān)軟件程序的處理能夠準(zhǔn)確的或者襯砌結(jié)構(gòu)中的鋼筋以及鋼材的分布位置。

（三）對(duì)于襯砌基底的檢測(cè)

襯砌結(jié)構(gòu)基底的質(zhì)量檢測(cè)，是對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)后期使用質(zhì)量和使用耐久性的間接檢測(cè)手段，通過(guò)對(duì)基底質(zhì)量的檢測(cè)，能夠充分分析襯砌結(jié)構(gòu)在后期的運(yùn)行使用過(guò)程中，能否始終保持良好的穩(wěn)定使用性能，對(duì)于基底不密實(shí)、存在空隙的狀況能夠充分的暴露和反映出來(lái)，一般在其質(zhì)量缺陷位置會(huì)呈現(xiàn)出明顯的波形相位的突變，對(duì)于這樣的位置，可以采取有效補(bǔ)救方法，比如鉆孔注漿法進(jìn)行有效的質(zhì)量補(bǔ)救，提高襯砌結(jié)構(gòu)的性能、質(zhì)量狀況。

四、結(jié)語(yǔ)

鐵路隧道襯砌質(zhì)量是重要的鐵路的施工控制內(nèi)容，只有充分的做好相關(guān)襯砌結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量保障，才能有效提高鐵路隧道部分在施工以及以后的運(yùn)行使用中的安全和使用性能，極大的減少各種事故的發(fā)生，因此利用有效的質(zhì)量檢測(cè)手段，及早的發(fā)現(xiàn)相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)于保障工程的質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義。

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