地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)中的應(yīng)用研究

1、地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)中的應(yīng)用研究 雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的使用大大節(jié)約了隧道質(zhì)量檢測(cè)的時(shí)間，雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)是一種物理探測(cè)方法，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的采集來(lái)分析隧道中存在的一些問(wèn)題。通常情況下，隧道工程在運(yùn)營(yíng)一定的時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，比方外表出現(xiàn)裂紋、滲漏等一些問(wèn)題，這樣會(huì)給鐵路運(yùn)行的平安帶來(lái)隱患，因此，施工人員要定期對(duì)隧道進(jìn)行檢測(cè)維護(hù)，保證鐵路平安的運(yùn)營(yíng)。 1、地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)的概述 據(jù)近幾年我國(guó)的交通建設(shè)開(kāi)展迅猛，公路、鐵路等各種設(shè)施的數(shù)量增加速度也非?？?，在隧道建設(shè)的過(guò)程中，不容無(wú)視的問(wèn)題就是其質(zhì)量的問(wèn)題。傳統(tǒng)的隧道開(kāi)發(fā)模式通常采用直接爆破，這樣給隧道后期的建設(shè)帶來(lái)了極大的不便，在襯砌層內(nèi)

2、往往會(huì)形成較大的空洞，造成內(nèi)側(cè)的厚度不達(dá)標(biāo)，為隧道的平安帶來(lái)了隱患。 1.1地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)的根本原理 地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射和接收是需要通過(guò)高頻電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)的，目前隧道施工的工藝有了很大的改良，采取光面爆破的技術(shù)，在這種灌木爆破技術(shù)的運(yùn)用下大大提高了開(kāi)發(fā)隧道的質(zhì)量，有效的改善了隧道后期加工的環(huán)境。由于復(fù)雜地理環(huán)境的原因，施工后的隧道仍然存在著許多問(wèn)題，這就需要用地質(zhì)雷達(dá)來(lái)進(jìn)行高效、全面的檢測(cè)，為隧道后期的加工提供有效的數(shù)據(jù)。地質(zhì)雷達(dá)主要是由控制主機(jī)和天線兩局部組成，主機(jī)主要的任務(wù)是提供控制的信號(hào)，天線那么負(fù)責(zé)高頻電磁波的發(fā)射與接收。當(dāng)天線發(fā)出電磁波后，在隧道內(nèi)壁的襯砌和圍巖內(nèi)進(jìn)行傳播，當(dāng)遇到襯砌邊界、內(nèi)部

3、空洞等這些界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射，天線再負(fù)責(zé)將這些反射的信號(hào)接收回來(lái)，記錄全程的信號(hào)波段，主機(jī)通過(guò)記錄這些反射回來(lái)波段的數(shù)據(jù)，判斷隧道內(nèi)壁是否存在平安隱患。 1.2地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)方法的概述及物理?xiàng)l件 在地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)的過(guò)程中，天線發(fā)出的信號(hào)在隧道的時(shí)間越長(zhǎng)，接受反射回來(lái)的信號(hào)也就需要很長(zhǎng)的時(shí)間，當(dāng)信號(hào)在隧道里沒(méi)有遇到隧道內(nèi)壁出現(xiàn)的裂紋、空洞等邊界時(shí)，反射回來(lái)的信號(hào)就比擬強(qiáng)，通過(guò)這些反射回來(lái)信號(hào)強(qiáng)弱等一些數(shù)據(jù)，工作人員可以對(duì)隧道內(nèi)壁的情況進(jìn)行判斷，了解隧道襯砌中是否存在平安隱患，根據(jù)隧道內(nèi)部相應(yīng)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)來(lái)判斷出現(xiàn)缺陷的大體位置，從而實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)無(wú)損的目的。有實(shí)驗(yàn)證明雷達(dá)發(fā)出的電磁波在不同的介質(zhì)中傳播的

4、速度也會(huì)發(fā)生改變，介質(zhì)常數(shù)不僅與本身的屬性有關(guān)，重要的是含水量的大小對(duì)介質(zhì)常數(shù)影響非常大，運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)的技術(shù)能夠有效的改善物質(zhì)檢測(cè)的靈敏度，解決了傳統(tǒng)檢測(cè)方式收集信號(hào)不明顯的問(wèn)題，有效的提高了物質(zhì)檢測(cè)的靈敏度，能夠清晰的將不同的物質(zhì)分辨開(kāi)來(lái)，防止受到介質(zhì)影響的干擾。 2、地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)中的應(yīng)用 上文就地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在隧道檢測(cè)中的方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，通過(guò)分析我們可以看出地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)的根本原理是靠電磁波的發(fā)射與接收來(lái)判斷隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的狀況，地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損技術(shù)的開(kāi)發(fā)有效的提高了檢測(cè)的質(zhì)量，改善了傳統(tǒng)檢測(cè)方法上的缺乏，提供了高效全方位的檢測(cè)手段，為工作人員開(kāi)展隧道檢測(cè)的進(jìn)

5、程提供了更直觀的數(shù)據(jù)資料，高效完成檢測(cè)任務(wù)。 2.1地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)儀器設(shè)備及檢測(cè)過(guò)程 在地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)的設(shè)備選擇上通常采用常見(jiàn)的野外生產(chǎn)的地質(zhì)雷達(dá)，主要有加拿大的EKKO系列和美國(guó)的SIR系列的儀器，根據(jù)隧道檢測(cè)的環(huán)境不同，選擇的雷達(dá)型號(hào)也不一樣。早在1990年開(kāi)始，我國(guó)就率先采用了先進(jìn)的加拿大和美國(guó)不同型號(hào)的地質(zhì)雷達(dá)對(duì)公路、鐵路等各種隧道進(jìn)行檢測(cè)工作，儀器的控制器是當(dāng)時(shí)較為先進(jìn)的設(shè)備之一，在數(shù)字軟件的處理上更快速高效，不僅讓施工取得了良好的效果，同時(shí)也提高了工作人員隧道檢測(cè)的效率。在地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)檢測(cè)隧道的過(guò)程中，主要的工程有隧道襯砌層厚度的檢測(cè)、襯砌層與圍巖之間的密實(shí)程度以及巖體之間存在的電

6、性，通過(guò)這些工程的檢測(cè)，來(lái)取得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)分析這些數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)隧道內(nèi)不同區(qū)段的水含量等因素的綜合考慮，從而計(jì)算出相應(yīng)的電磁波傳播速度，進(jìn)而分析隧道存在的問(wèn)題。 2.2地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)收集 在隧道內(nèi)使用地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損探測(cè)技術(shù)時(shí)通常工作人員會(huì)考慮天線發(fā)射信號(hào)與隧道的襯砌密切結(jié)合的程度，要嚴(yán)格的執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，沿著檢測(cè)的路線進(jìn)行滑動(dòng)。而雷達(dá)的發(fā)射主機(jī)要向隧道內(nèi)發(fā)射高頻的雷達(dá)脈沖，之后要密切的關(guān)注隧道內(nèi)信號(hào)數(shù)據(jù)的收集。通常情況下雷達(dá)的主時(shí)機(jī)每秒發(fā)出64個(gè)脈沖信號(hào)，在每發(fā)射一個(gè)脈沖的信號(hào)就會(huì)在其發(fā)射的區(qū)域獲得45到60個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。工作人員要保障隧道檢測(cè)的無(wú)損性和位置的準(zhǔn)確性就要在隧道內(nèi)壁上一定的距離

7、做標(biāo)記，這樣，相關(guān)的工作人員就可以使用儀器輸入信號(hào)，收集準(zhǔn)確的相關(guān)數(shù)據(jù)。 2.3地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理與資料解釋 數(shù)據(jù)接收完畢后需要有專業(yè)的人員來(lái)對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，數(shù)據(jù)與資料的處理可以分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，首先需要將收集到的隧道信息數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行回放顯示，通過(guò)系統(tǒng)的分析解讀出數(shù)據(jù)中所含有的信息，判斷標(biāo)志層與異常，然后要考慮地下不同電性界面對(duì)數(shù)據(jù)的干擾，通過(guò)雷達(dá)透視掃描觀察其電磁波的強(qiáng)弱變化，依據(jù)圖像中的不同頻率等特征，判斷隧道內(nèi)壁是否存在平安隱患。其次，是使用雷達(dá)專用軟件對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行正式的處理。探地雷達(dá)接收的反射波是不一樣的，這些反射波是從不同電性界面收集到的。電性界面中包括兩種

8、界面類型，一種是地質(zhì)層界面，另一種是有限目的體的界面。探地雷達(dá)通過(guò)對(duì)地下電性界面的透視掃描能提供一個(gè)二維的彩色掃描圖像，這個(gè)掃描圖像中的顏色是有變化的，代表著不同強(qiáng)度的反射波，進(jìn)而能反映出不同介質(zhì)的電性差異。對(duì)探地雷達(dá)掃描圖像進(jìn)行解釋是有一定的前提條件的，即需要保證參數(shù)的合理性和數(shù)據(jù)處理方法的適當(dāng)性。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中，可以根據(jù)圖像中相位、頻率等特征的不同對(duì)雷達(dá)圖像進(jìn)行判別。此外，還需要通過(guò)與資料的比對(duì)，找出不同界面和地質(zhì)條件的反射波特征，進(jìn)而對(duì)隧道混凝土厚度、基巖裂縫帶等信息進(jìn)行判斷。 3、總結(jié) 運(yùn)營(yíng)隧道的結(jié)構(gòu)狀態(tài)直接影響著行車的平安，在我國(guó)鐵路建設(shè)飛速開(kāi)展的時(shí)期，我國(guó)應(yīng)該具有先進(jìn)的開(kāi)展思路，同時(shí)也要注意保證鐵路建設(shè)質(zhì)量的平安。隨著鐵路速度的提升，國(guó)家對(duì)鐵路隧道建設(shè)的質(zhì)量也提出了新的要求，對(duì)于隧道結(jié)