探地雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

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地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

根据需要检测的目标体混凝土厚度及检测要求选择合适频率的天线。频率高的天线发射雷达波主频高、分辨率高，精度较高，能量衰减较快，探测深度较浅；频率低的天线发射雷达波主频低、分辨率低，精度较低，能量衰减较慢，探测深度较深。以铁路隧道为例：一般初支检测选择天线频率８００～１ＯＯ０ＭＨｚ，二衬
３检测准备３．１仪器天线的选择
波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波
形将随所通过介质的电性（如介电常数￡）以及目标体几何形态的不同而发生变化，根据接收到的回波信息，可探测地下地层结构特征和埋藏的目标体。地质雷达
的工作原理如图１所示。
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２０１７年第１期
西部探矿工程
１８３
・
隧道与建设工程・
地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用
谢迎春
（福州铁建工程质量检测有限公司，福建福州３５００１４）
摘
要：地质雷达无损检测技术广泛应用于铁路隧道检测领域。结合在铁路工程中的几个实例，简

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用1. 引言1.1 地质雷达技术概述地质雷达技术是一种利用电磁波探测地下结构的无损检测技术。

通过发送电磁波到地下，根据波的反射和传播特性来获取地下结构的信息。

地质雷达技术在地质勘探、环境监测、建筑检测等领域有着广泛的应用。

地质雷达设备一般包括发射器和接收器两部分，发射器向地下发送电磁波，接收器接收反射回来的信号并将数据传输到处理系统进行分析和成像。

地质雷达技术具有高分辨率、快速获取数据、非破坏性检测等优点，能够有效地获取地下结构的信息并用于工程勘测和质量检测等领域。

随着技术的不断发展，地质雷达技术在工程领域的应用将会进一步扩大，为工程建设提供更加可靠的技术支持。

1.2 铁路隧道衬砌质量检测的重要性铁路隧道作为重要的交通设施，在运行过程中需要经常进行维护和检修，其中铁路隧道衬砌质量的检测就显得至关重要。

铁路隧道衬砌是为了增强隧道结构的稳定性和承载能力而设置的，如果衬砌质量存在问题，将直接影响隧道的使用安全和运行效率。

铁路隧道衬砌质量的检测可以保障铁路运输的安全。

不同材质、质量不同的衬砌在承载能力上存在差异，合格的衬砌可以有效提升铁路隧道的安全系数，减少事故发生的概率。

通过地质雷达技术进行衬砌质量检测，可以及时发现衬砌的裂缝、空洞等质量问题，提前采取修复措施，避免发生意外事故。

铁路隧道衬砌质量的检测可以延长隧道的使用寿命。

隧道衬砌作为隧道结构的重要组成部分，质量问题一旦发生将直接影响隧道的使用寿命，甚至引发隧道结构的倒塌。

通过定期使用地质雷达技术进行衬砌质量检测，可以及时发现和修复衬砌的质量问题，延长隧道的使用寿命，节约维修成本，提高铁路设施的整体运行效率。

铁路隧道衬砌质量检测的重要性不言而喻。

地质雷达技术的应用为铁路隧道衬砌质量检测提供了一种高效、准确的方法，对于保障铁路运输安全、延长隧道使用寿命具有重要意义。

2. 正文2.1 地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的原理地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的原理是基于其工作原理和特点实现的。

探地雷达在铁路隧道衬砌检测中的应用

发射天线（ｘ向介质体内以一定波束角发射高频电Ｔ）磁波，电磁波在传播途径中遇到不同介质分界面产生
反射，反射波（１图ｂ中ｔ处反射波组）被设置在介质
收稿日期：０８０ — ２２０ — ３１作者简介：永生（９４）男，李１７一，河北秦皇岛人，工程师，士．学主要从
中遇到介电性质① 同的分界面或不均匀介质体后产不生反射（回波）反射波被介质表面的天线接收，，再通
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用至今约有２０年了。早期雷达技术主要应用于工程
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地质勘察、采矿、空等领域，航近年来由于其特有的优
点．已愈来愈多地被应用于工程中的隧道衬砌质量检
测中来，已取得了显著的社会效益与经济效益，并得到了多方认可。
１雷达基本原理
探地雷达（ｒｕｄｐｎｔｔｇｒｄｒ简称ＧＲ）Ｇｏｎｅｅａｎａ，ｒｉａＰ是采用高频（频为数十兆至千兆）频带脉冲电磁波主宽束通过天线向介质体内定向发射．电磁波在传播途径

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

２０ —０ —１０２２５郭有劲
工程师
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１６９９年出生
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２００２年６月
２２电磁波的发射与传播．
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关键词：地质雷达；铁路隧道；衬砌；检测中图分类号：Ｐ６１文献标识码：Ａ４
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自改革开放以来，民经济持续稳定向前发展，国国家对基础设施建设力度日渐加强，其是铁路建设被尤
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放到了重要位置；着国家交通的不断发展，路隧道随铁的数量也在逐年增加，时在运营过程中暴露出来的同隧道病害也在连连告急，要表现为隧道裂纹、水、主渗掉块，的甚至出现塌方，重影响交通质量和行车安有严全。因此在铁路施工和运营过程中衬砌质量检测尤为

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用【摘要】地质雷达技术在铁路隧道衬砌质量检测中具有重要应用价值。

本文首先介绍了地质雷达的技术原理，然后阐述了地质雷达在铁路隧道检测中的优势，包括非破坏性、高效率和高精度等特点。

接着详细描述了地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的具体步骤，包括数据采集、分析和结果展示等过程。

然后对地质雷达检测结果进行了分析，指出其对提高铁路隧道衬砌质量的作用。

总结指出，地质雷达技术为铁路隧道衬砌质量检测提供了一种高效、准确的方法，可以提高监测的效率和精度，具有广阔的应用前景。

通过本文的介绍，读者将对地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的重要性有更深入的认识。

【关键词】地质雷达，铁路隧道，衬砌质量检测，应用，技术原理，优势，具体步骤，结果分析，提高，效率，精度，监测，应用前景。

1. 引言1.1 地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中起到了关键作用，为铁路隧道工程质量的监测提供了一种高效、准确的方法。

隧道衬砌是保证隧道结构稳定性和安全性的重要组成部分，其质量直接影响着隧道的使用寿命和运行安全。

传统的衬砌质量检测方法通常需要破坏性的检测手段，不仅耗费时间成本，而且对隧道结构造成一定的损坏。

而地质雷达技术的应用为解决这一难题提供了有效途径。

2. 正文2.1 地质雷达技术原理介绍地质雷达是一种通过发送电磁波信号并接收反射信号来探测地下结构和特征的技术。

其原理基于电磁波在不同介质中传播速度不同的特性。

当电磁波穿过不同介质边界时会发生反射和折射，通过检测和分析这些反射信号，可以揭示地下结构的信息。

地质雷达技术在地下勘探和工程探测中有广泛的应用，其原理简单直观，操作方便灵活，适用于不同地质环境的勘探工作。

通过地质雷达可以实现对地下结构的快速探测和准确识别，为工程项目的规划和设计提供重要参考信息。

在铁路隧道衬砌质量检测中，地质雷达技术的应用可以有效提高检测效率和准确性，为铁路隧道的安全运行和维护提供重要支持。

地质雷达在公路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在公路隧道衬砌质量检测中的应用摘要：地质雷达是一种利用高频电磁脉冲波反射原理来实现探测目的的工程探测技术，结合宁安高速隧道工程实际，阐述了地质雷达在高速公路隧道复合式衬砌质量无损检测中的应用，并对典型的雷达图像进行分析，得出隧道初期支护厚度、钢拱架数量以及二衬厚度、环向钢筋数量。

现场使用结果表明地质雷达技术能够有效地运用于高速公路隧道质量无损检测之中。

关键词：地质雷达；隧道；复合式衬砌；无损检测1 引言随着我国经济的不断发展，人们对于交通的需求日益提高。

隧道作为高速公路穿越山岭的最优选择在近些年得到日益广泛的应用，而隧道在运营中出现的质量问题也屡见不鲜。

如隧道在使用过程中常出现二砌裂损、厚度不够，初期支护拱架间距过大、数量不足，初支与原岩不耦合等问题，严重影响了隧道的正常使用，从而引起更大的安全问题。

因此，对隧道进行全面质量检测显得尤为重要[1-3]。

目前，对于隧道质量检测多采用传统的方法，即开孔或开槽取样检测，该方法不仅效率低、代表性差、偶然性大，而且破坏了衬砌的整体性[4]。

所以，人们一直在寻找一种高效、全面、快速的检测方法，使这些缺点能够得到解决。

地质雷达法以其高分辨率、无损性、高效率和强抗干扰能力等优点，正逐渐成为隧道工程质量检测的一种有效手段[5-6]。

2地质雷达的工作基本原理地质雷达作为一种无损检测技术，自上世纪70 年代开始应用至今已有40多年的历史，在工程各个领域都有重要的应用，主要解决场地勘查、线路选择、工程质量检测、病害诊断、地质超前预报和地质构造等问题。

探地雷达的基本原理如下图1所示。

地质雷达是利用高频电磁脉冲波的反射探测目的体及地质现象的。

其探测过程如下：地质雷达通过发射天线向地下发射高频电磁脉冲，此脉冲在向地下传播过程中遇到地下介质分界面时会产生反射。

反射波传播回地表后被接收天线所接收，并将其传入主机进行记录和显示，每一测点接收到一道雷达波形，一条测线上全部测点的雷达波形排列在一起，形成完整的雷达剖面，经过资料的后处理，进行反演解释便可得到地下地层或目的体的位置、分布范围、埋深等[7]。

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用发布时间：2021-03-18T02:07:59.612Z 来源：《防护工程》2020年32期作者：王雪峰[导读] 地质雷达是近年来发展迅速的高精度无损探测技术，因其轻便灵活、经济、可靠等一系列优点，被广泛应用于隧道衬砌质量检测中，对隧道衬砌质量控制起到了非常积极而有效的作用。

江苏旭方工程检测有限公司江苏南京 210000摘要：地质雷达是近年来发展迅速的高精度无损探测技术，因其轻便灵活、经济、可靠等一系列优点，被广泛应用于隧道衬砌质量检测中，对隧道衬砌质量控制起到了非常积极而有效的作用。

关键词：地质雷达；隧道衬砌质量；图像特征引言二十世纪以来，我国铁路行业的快速发展，随着铁路网路越来越发达，铁路隧道存在的质量风险也越来越高，我们需要及时地发现并处理。

在西南地区桥隧比较高，隧道也成为高速铁路建设中最重要的一环，但目前，由于设计、施工工艺、地质条件等因素，国内在建或已建成的铁路隧道都存在不同种类的质量缺陷，如衬砌、仰拱的空洞、厚度不足、不密实等。

现阶段国内隧道无损检测手段主要采用的是《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB 10233—2004）中提及的两种方法：地质雷达法、超声波法。

其中超声波法检测效率相对较低、准确性不易保障，而地质雷达法探测速度快、分辨率高、稳定性好，准确性高，使地质雷达法成为国内铁路隧道质量检测的重要手段。

1 地质雷达在隧道衬砌无损检测中的重要性由于隧道工程的众多分项、分部工程在建成后多属于隐蔽工程，且检测工程体量庞大，想要通过破坏性检测的方法进行全面的检测不仅不现实，更会破会隧道总体结构的完整性。

如隧道衬砌建成后想要探究衬砌的厚度、背后空洞密实情况、钢筋及钢支撑分布情况时，必须通过无损检测的方式对其进行全面检测，目前对于衬砌中的缺陷情况多采用地质雷达进行检测，地质雷达通过发送和接收电磁波的形式，可以实现在对隧道衬砌本身没有任何伤害和破坏的情况下，对隧道的衬砌结构进行数据采集，并通对数据分析，准确掌握隧道衬砌的内部质量情况。

地质雷达技术在公路隧道质量检测中的应用

地质雷达技术在公路隧道质量检测中的应用摘要：目前公路隧道工程中，常常出现衬砌背后空洞、衬砌厚度不足等质量缺陷。

本论述以某公路隧道建设工程为例，通过对隧道部分段落的隧道衬砌进行地质雷达无损检测，波形图数据处理分析，及时发现隧道施工过程中容易出现的质量缺陷，加强隧道施工过程质量管控，为后续施工提供数据支撑，达到消除隧道质量隐患和提升隧道施工质量的目标。

关键词：地质雷达；衬砌；无损检测；电磁波1.地质雷达检测原理及应用条件地质雷达检测的基本原理是采用电磁波探测技术，利用电磁波在不同介质中传播所产生的反射现象和数据差异来分析具体的地质情况，如图1所示。

从原理上讲，地质雷达类似于声纳设备，发射机发射脉冲电磁波讯号，该电磁波讯号在岩层、土壤等介质中传播，在传播过程中遇到与所检测的岩层、土壤等不同介质的物体时会发生反射，接收机拾取所反射的信号，记录它并在相配套的计算机软件中显示为不规律的波形图像，根据所显示的波形图像可判断地下物体的位置和距离，用于检测各种地下构筑物。

图1 地质雷达工作原理地质雷达发射电磁波所造成的反射是由电磁波传播介质中电阻抗的变化产生的，在地质雷达频率范围内，地下介质的电阻抗变化主要由相对介电常数的变化决定，反射系数R如式1所示：式中：e1、e2分别为相对介电常数。

由式1可以看出，信号反射的强弱主要取决于不同介质的相对介电常数差值，差值越大，信号反射越明显。

在隧道检测中，一般检测的介质主要由围岩、混凝土、空气、水构成，有关介质的介电常数值见表1所列。

表1 不同介质的相对介电常数2.隧道质量检测应用实例2.1 工程概况该隧道分离式设计，间距约30 m。

右线进口桩号为K119+730，出口桩号为K120+685，全长955 m；均属中隧道。

隧址区属构造剥蚀中低山地貌单元，山体形态多浑圆状，山脊较宽，洞室埋深较大，岩性主要为中风化板岩，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，稳定性较差，顶部无支护可能会发生掉块、坍塌现象，施工时洞室会有渗水、滴水现象。

探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用自改革开放以来，国民经济持续稳定向前发展，国家对基础设施建设力度日渐加强，随着国家交通建设的不断发展，新建公路、铁路隧道的规模、数量逐年递增。

传统检测手段所进行的目测、打钻孔取芯等检测方法已不能满足实际工程的需要，这就对隧道衬砌质量检测提出新的要求：采用高效的能够对隧道衬砌质量进行全面快速评价的检测方法。

探地雷达这一新的检测方法的推广应用正好解决了以上难题。

它采用高科技手段，以其高分辨率和高准确率，快速、连续且高效的无损检测方法很快得到了人们的认可，并在实际工程中得到了推广和应用，本文作者结合自己的工程实践，阐述了探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用。

一、探地雷达的基本原理探地雷达法(Ground Penetrating Radar Method)是利用探地雷达发射天线向目标体发射高频脉冲电磁波，由接收天线接收目标体的反射电磁波，探测目标体空间位置和分布的一种地球物理探测方法。

其实际是利用目标体及周围介质的电磁波的反射特性，对目标体内部的构造和缺陷(或其他不均匀体)进行探测。

探地雷达是近年来一种新兴的地下探测与混凝土建筑物无损检测的新技术，它是利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构位置和分布的非破坏性的探测仪器，是目前国内外用于测量混凝土内部缺陷最先进、最便捷的仪器之一，天线屏蔽抗干扰性强，探测范围广，分辨率高，具有实时数据处理和信号增强，可进行连续透视扫描，现场实时显示二维黑白或彩色图像。

探地雷达工作示意图见图2.1。

探地雷达通过雷达天线对隐蔽目标体进行全断面扫描的方式获得断面的垂直二维剖面图像，具体工作原理是：当雷达系统利用天线向地下发射宽频带高频电磁波，电磁波信号在介质内部传播时遇到介电差异较大的介质界面时，就会发生反射、透射和折射。

两种介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射回的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，由雷达主机精确记录下反射回的电磁波的运动特征，再通过信号技术处理，形成全断面的扫描图，工程技术人员通过对雷达图像的判读，判断出地下目标物的实际结构情况。

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用地质雷达是一种利用地球物理原理进行探测和测量的无损检测技术，常用于地下结构和地质构造的探测。

铁路隧道作为交通工程的重要组成部分，其衬砌质量的好坏直接关系到隧道的安全稳定和使用寿命，因此对其质量进行检测是十分必要的。

本文将介绍地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用。

一、地质雷达技术简介地质雷达是利用电磁波在地下反射传播的特性，通过接收波形图和响应曲线反映地下构造和介质的变化，从而对地下结构进行探测和测量的高科技无损检测技术。

其原理是利用发射的高频电磁波在地下传播并反射，接收反射波后再通过波形图和响应曲线反映地下构造和介质的变化，对地下结构进行探测和测量。

地质雷达具有探测深度浅、分辨率高、非接触式测量、速度快等优点，被广泛应用于地质构造探测、土层结构分析、水文地质调查等领域。

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用主要包括衬砌材料的类型、衬砌结构的缺陷和衬砌接缝的探测。

1．衬砌材料的类型地质雷达能够探测到铁路隧道内部的结构和材料类型，可用于检测隧道内部供水、排水、电缆等管线的位置和情况。

同时，由于石材和混凝土的电磁波特性不同，地质雷达也能够分辨出使用的材料类型，从而判断衬砌的材料是否符合规范要求。

2．衬砌结构的缺陷地质雷达能够探测到隧道衬砌内部的空洞、裂缝、渗漏等缺陷，判断衬砌结构的完整性和稳定性是否存在隐患。

同时，地质雷达还能够发现由于地质环境和施工工艺等原因导致的衬砌结构不良，从而为后期的维修和加固提供线索。

3．衬砌接缝的探测隧道衬砌的接缝能够导致水、土壤和岩石等因素进入衬砌内部，从而对衬砌结构造成损坏和不稳定的影响。

地质雷达能够探测到衬砌接缝的位置和情况，以便及时检查和维修。

三、结论地质雷达技术在铁路隧道衬砌质量检测中的应用，对于提高铁路隧道的安全性和使用寿命具有重要意义。

各种缺陷和问题在判断后，可通过加固和维护，保证铁路隧道的正常使用和长期稳定。

随着技术的不断发展和完善，地质雷达技术在隧道衬砌质量检测中的应用将会得到更广泛的应用和推广，从而促进铁路交通行业的进一步发展和进步。

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用摘要：隧道因其特有的结构和功能要求，往往施工难度大，容易出现初期支护背后脱空，二次衬砌混凝土厚度不足等问题，给施工和运营造成相当大的危害。

为了避免类似问题的发生，就必须在施工过程中及时发现质量隐患并及时清除，通过地质雷达方法检测正好解决以上问题。

本文对其应用进行了阐述。

关键词：地质雷达隧道衬砌质量检测中的应用一、探地雷达基本原理地质雷达仪是一种利用宽带高频电磁波信号对地下的或物体内不可见的目标体或界面进行定位的非破坏性电磁技术。

其工作原理是: 高频电磁以宽带脉冲形式, 通过发射天线被定向送入地下, 经存在电性差异的地下地层或目标反射后返回地面, 由接收天线接收。

故通过对时域波形的采集、处理和分析, 可确定地下界面或地质体的空间位置及结构。

利用一个天线(Tx) 对地发射高频宽频带电磁波,用另外一个天线( Rx)接收来自地下的反射,折射电磁波和地表的直达波以及干扰电磁波。

由于地下介质内部的填充物或其密实度等不同，则他们的介电常数不同使电磁波在不同介质的界面处发生反射，并由物体表面的接收天线接收，根据接收到波的旅行时间（双程走时）、幅度频率与波形变化等资料，对接收信号的回放处理，形成断面的扫描图，通过对图像的判读，判断出目标物的实际情况，推断介质的内部结构以及目标体的深度、形状等特征参数。

二、地质雷达检测参数地质雷达检测时的参数设定是否符合紧切关系到检测的效果。

主要的检测参数包括: 采样率、天线中心频率、时窗、发射天线与接收天线的间距、测点点距。

1、时窗选择W=1.32dmaxM(2)其中: M为介质中电磁波的速度(单位:m /ns)dmax为探测深度(单位:m);。

2、采样率的选择采样率(时间采样间隔)是记录的反射波采样点之间的时间间隔。

按照尼奎斯特采样定律采样频率至少要达到天线中心频率的3倍。

为了使记录波形更完整,建议采用连续测量工作方式，采样率取中心频率的6倍。

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用摘要：本文主要围绕着地质雷达展开分析，探讨了地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用情况，分析了铁路隧道衬砌质量检测的具体方法和要点，以期可以为铁路隧道衬砌质量检测提供参考。

关键词：地质雷达；铁路隧道；衬砌；质量检测一、前言在铁路隧道衬砌质量检测工作中，如果没有做好相关的质量检测工作，铁路隧道的施工就容易出现各种问题，所以，采用地质雷达来检测铁路隧道衬砌质量非常有必要。

二、地质雷达的工作原理地质雷达（英文简称为GPR）的工作原理是利用一定频率的电磁波，对物体内部电性分布进行检测，其电磁波的频率一般使用1000000到1000000000Hz 之间。

这种频率相对较高的电磁波通常是以脉冲的形式，并借助发射天线从物体的表面进入其内部。

当电磁波进入物体内部之后，其传播的路径以及电磁波的形状会随着物体电学性质以及几何形状的不同而发生相应的变化，在通过地下的反射界面将电磁波射回到地面，通过接收装置接收之后，对电磁波信号进行分析和处理，实现对地下物体的相关检测。

适用地质雷达进行检测的物体一般是具有多面结构的物体。

比如岩层、地层当中的松散层等，而在隧道工程中的隧道围岩、衬砌等也具有多面结构。

当雷达发射出的电磁波向被检测物体进行传播的时候，该电磁波通常被称作下行波；当电磁波经过反射界面作用向地表方向传播的时候，该电磁波被称作上行波。

当下行波通过表面在物体内部进行传播的过程中，每当遇到一个界面，电磁波就会发生折射与反射，其能量也随之分成两个方面，发生折射的电磁波将携带一部分能量继续传播，发生反射的电磁波将携带另外一部分能量向地表方向传播，这时下行波也将转化成为上行波。

通过折射继续传播的电磁波每当遇到一个界面，就会再次发生折射与反射现象，因此下行波所携带的能量将会逐步减少。

同样，当第一次发生反射的电磁波向地表方向运动的时候，也将发生折射以及反射作用，其能量也会随之减小。

所以说，在物体内部折射与反射是多次进行的而且是相对独立的两种现象，电磁波的能量也将随着折射、反射次数的增多而逐渐减小。

探地雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

维普资讯
第４卷第４期
２００７年８月
工程球物理学旅
ＣＩＨＮＥＳＯＵＲＮＡＬＯＦＥＪＥＮＧＩＥＲＩＮＥＮＧＯＰＨＹＳＣＳＧＥＩ
Ｖｏ１４，ｏ．Ｎ．４
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路新建、改建工程中的重点和难点。铁路隧道衬
砌工程质量的好坏直接关系着铁路运营的安全。
随着高频电子技术和计算机数据处理技术的
点，能够及时、有效、确地评价隧道衬砌的质量。准
作者简介：喜林（９７，，理工程师，主要从事探地雷达技术应用及城市地下管线探测工作。Ｅ — ｍａｌｊｌ０＠１３ｃｒ景１７一）男助现ｉ：ｘｚ８６．ｏｌｎ
探地雷达基本原理
探地雷达检测铁路隧道衬砌质量属于反射波探测法，发射天线连续向衬砌层内部发射高频电磁脉冲波，电磁波在传播过程中遇到电性差异分
界面时，产生波的反射和折射（１，射波透过图）折
差异，如果衬砌内部、背后有不规则空隙存在，则在探地雷达检测图像上反映为杂乱或连续强反射特征；如果衬砌内部介质均匀且与其背后围岩接触良好，则雷达图像上反映为反射波均匀且在衬砌层与围岩接触界面处有一很好的反射层［。２］
维普资讯
３６４
工程地球物理学报（ｈｎｓｏｒａｏＥｇｎｅｉｅｐｙｉ）ＣｉｅｅｕｎｌｆｎｉｒｇＧｏｈｓｓＪｅｎｃ

探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

・
５４・
北方交通
２１００
探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用
李振平
（辽宁大通公路工程有限公司，阳沈摘１０７）１０９
要：介绍了探地雷达检测的基本原理及在隧道衬砌检测中的方法、步骤，并对提高数据采集质量、处理效
３探地雷达数据采集
３１测线布置．
探地雷达测线布置方式通常有三种（图１，见）
一
（Ｏ～１ｚ以宽频带短脉冲的形式由地面通过发１。ＯＨ）
射天线送人介质内部，目标体的反射后回到表面，经
般采用五线式，体应视建设单位的要求而定。具
缺陷的目的。探地雷达能够检测衬砌混凝土厚度、钢筋或钢
（）达数据文件的测量长度控制在１０～３雷０
２００ｍ为宜，主要也是控制其与实际距离的误差。
（）４一定要对协助测量的工人进行简单的现场培训，举天线的工人要保证天线在衬砌表面平负责稳前进，要倾斜；不负责固定测量轮的工人要保证测量轮与衬砌表面接触良好，能够正常计数；负责安全的工人一定要保护好其他工作人员和自己的安全。
≥
Ｌ２测线
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Ｒ测线、２线２－４
Ｒ０ — ＼２钡线・
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地质雷达法在某铁路隧道衬砌质量检测中的应用

绿色环保建材DOI:10.16767/ki.10-1213/tu.2020.12.055地质雷达法在某铁路隧道衬砌质量检测中的应用张荡中铁十一局集团第五工程有限公司摘要：随着铁路建设的快速发展对铁路隧道衬砌质量检测技术的要求越来越高。

地质雷达法主要是通过发射的电磁微波在探测对象内电性（介电常数、电导率）差异界面产生的反射来判别介质内部存在的缺陷，地质雷达法由于其探测速度快、分辨率高、对探测对象无损害、可以连续成像等特点在铁路隧道质量检测中广泛的应用。

本文结合地质雷达基本原理以某铁路隧道工程质量检测实例，通过检测、数据处理、图谱分析，对铁路唪道中影响铁路运营安全的质量缺陷结合破检验证，阐述地质雷法在铁路隧道衬砌质量检测中的应用。

关键词:地质雷达;铁路®道;检测；破检1引言二十世纪以来，我国铁路行业的快速发展，随着铁路网路越来越发达，铁路隧道存在的质量风险也越来越高,我们需要及时地发现并处理。

现阶段国内隧道无损检测手段主要采用的是《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB 10233—2004)中提及的两种方法:地质雷达法、超声波法。

地质雷达法主要是通过发射的电磁微波在探测对象内电性(介电常数、电导率)差异界面产生的反射来判别介质内部存在的缺陷，实践中不难看出地质雷达对隧道质量缺陷检测具有高效、准确的特点。

2地质雷达法检测原理探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)是用高频无线电波来确定介质内部物质分布规律的一种地球物理方法,它利用宽带电磁波以脉冲形式来探测地表之下的或确定不可视的物体或结构％地质雷达的探测系统包括发射天线和接受天线，以及控制收发和数据储存的控制系统。

1、探地雷达在隧洞衬砌质量检测中的应用

隧道建设第３０卷第１期ｏｌ．３０Ｎｏ．１Ｖ２０１０年２月Ｆｅｂ．２０１０ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
探地雷达在隧洞衬砌质量检测中的应用
李江林，关淑萍
（中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，杭州３１００３０）
摘要：通过对电磁波在隧洞混凝土衬砌中的反射特征进行研究，并结合具体工程实例，阐述在隧洞衬砌质量检测中根据波形记录和雷达图像如何识别混凝土衬砌脱空、钢支撑、钢筋及保护层厚度、衬砌渗漏、衬砌厚度及衬砌混凝土内部缺陷等反射特征，从而确定隧洞的衬砌质量。关键词：探地雷达；隧洞；混凝土衬砌；质量检测；雷达图像；电磁波；反射特征中图分类号：ＴＮ９５９文献标志码：Ａ文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１０）０１－０００１－０５
３］４］作，如蒋美蓉［、钟世航［等用探地雷达方法对衬砌５］厚度及内部缺陷进行了研究，熊昌盛［对如何提高二６］次衬砌探测精度进行了研究，李华等［对隧道衬砌质７］、赵永量检测参数优化设置进行了研究，关淑萍等［８］辉等［对雷达检测的隧道衬砌脱空等缺陷进行了数
（ＨｙｄｒｏｃｈｉｎａＨｕａｄｏｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｓｉｎｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｌｉｎｉｎｇｓｏｆｔｕｎｎｅｌｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｏｆｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｌｉｎｉｎｇｖｏｉｄｓ，ｓｔｅｅｌｒｉｂｓ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｂａｒｓ，ｒｅｂａｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｗａｔｅｒｓｅｅｐａｇｅ，ｌｉｎｉｎｇｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｌｉｎｉｎｇｉｎｔｅｒｎａｌｄｅｆｅｃｔｓｉｎｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆｔｕｎｎｅｌｌｉｎｉｎｇｓｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｒｅｃｏｒｄｓａｎｄｒａｄａｒｉｍａｇｓａｒｅｅｘｐａｔｉａｔｅｄｏｎｂａｓｉｓｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃａｓｅｓ，ｓｏａｓｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｌｉｎｉｎｇｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｒａｄａｒ；ｔｕｎｎｅｌ；ｃｏｎｃｒｅｔｅｌｉｎｉｎｇ；ｑｕａｌｉｔｙｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ；ｒａｄａｒｉｍａｇｅ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅ；ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用
地质雷达是一种无损探测技术，可以通过射频信号探测地下物质的性质和分布情况。

在铁路隧道衬砌质量检测中，地质雷达可以帮助工程师快速、准确地掌握隧道内部结构的
情况，尤其是在地下水位高、地下水渗透问题比较严重的地区。

在进行铁路隧道衬砌质量检测时，地质雷达可以扫描整个隧道内部，快速地获取地下
砂石、岩层、洞底和隧道衬砌质量分布情况。

地质雷达可以识别隧道衬砌中的缺陷、空洞、开裂等问题，并给出其大小和位置信息，帮助工程师判断衬砌结构的稳定性和安全性。

通过地质雷达获取的数据，可以制定详细的修复方案，避免在后期修复过程中对地下
砂石和岩层的破坏。

同时，地质雷达还可以帮助工程师评估地下水位和水渗透情况，提供
重要的参考意见，减少后期工作的投入和维护成本。

总之，地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中具有不可替代的重要作用。

它可以帮助工
程师快速、准确地了解隧道内部结构和性质，为修复和维护提供有力的支持和指导，同时
也可以为铁路运输安全保驾护航。