探地雷达探测隧道覆盖层厚度实例

１工程概 况
珠 江 隧 道 位 于 广 州 市 西 南 的 白鹅 潭 以 西 的河 道 上 ， 北起 沙 面 岛西 侧 的沙 基 涌 ＇ ， 口 南 至 芳 村 区上 涌 口 ， 广 州 市 地 铁 一 号 线 是 由芳 村 区 进 入 中 心 区 的 重要 通 道 （ １ 。 图 ） 隧 址处的江面宽约４ ０ ， 下面是红砂岩 。 ５米 其 全 隧 道 由北 岸 黄 沙 段 、 中段 以 及 南 岸 芳 河 村 段三 部 分 组成 。 中 段宽 ３ 米 ， ８ ， 河 ３ 高 米 内 部 为 两孔 机 动 车 道 孔 ， 孔 地铁 孔 ， 一 另一 专
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文章编号 ； ６ ２ ３ ９ （ ０ ８ １ （） ０ １ — ２ １ ７ — ７ １２ ０ ） ２ａ 一 ０ ０ ０
地质雷达（ ｒｕ ｄ Ｐｎ ｔａｉｇ Ｒ ｄ ｒ Ｇ ｏｎ ｅｅｒｔ ａａ ， ｎ 简称 ＧＰＲ） 是利 用 电磁 波 在地 下 介 质中 的 传 播 和 反射 、折 射 原理 来 探 测 地 下 介 质分 布的无损探测设备 。 它 利 用 主 频 为 数 十 兆赫 至 千 兆赫 波 段 的 电磁波 ， 以宽 频带 短脉 冲 的 形式 ， 过 天 通 线 发 射 器 发送 至 地 下 ，经 地 下 目的 体 或 地 层 的 界 面 反 射后 返 回地 面 ，被 雷 达 天 线 接 受 器 所 接 受 ， 过 对 所 接 受 的 雷 达 信 号 进 通 行 数 字 处 理 和 图像 解释 ，达 到 探 测地 下 目 的 体 的 目的 。
（
一
） ：
采 用 沉管 法 施 工 ； 岸 黄沙 段 长 ６ ．米 ， 北 １ １ 包
括 ２ ５ 的暗埋 段 ， 岸芳 村 段长 ４ ７ 其 ８． 米 南 ２ ｍ， 中２ ５． ｍ暗 埋 段 （ ） ３ ５ 图２ 。
２地质雷达检测原理
影 响地 质雷 达 的 探 测 深 度 、分 辨 率 以 及 精 度 的 因素 主要 包 括 内 在 与 外在 的 两 方 面 。 内在 因素 主要 指 探 测 对 象 所处 环 境 的 电导 率 、介 电常 数 等 因素 ；外 在 因 素 主 要 用 管 线 廓 道 （ １。 铁 隧 道 芳 一 黄 区 间 长 与探 测方 法 有关 ，如探 测所 采 用 的频率 ，采 图 ）地 ９ ５ １ 其 中河 中 段部 分 长 ４ ７ ， 五 节 样 速 度等 。 各因素 的 影响 关 系 见表 １所示 。 ｌ ． ｍ， ５米 分 电磁 波 在 均 匀 介 质 中 的 传 播 速 度是 恒 ？／ ／ ／ ／ ／ ／／ ／ ／／ ／／ ／ ／ ／ ／ ／ ／／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／／ ／／ ／／ ／／ ／ ￣ ／ ／ ／ ／ ／／ ／／ ／ ／ ／／ ／ ／ ／ ／ ／／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／／ ／／ ／／ ／ ／ ／ ／／ 定 的 ，因此 根 据 地 质 雷 达 记 录 中 两 界面 的 ＇ 相位 时 间差 △ Ｔ， 公 式（ ） 出该界 面 的 据 １ 算 埋藏 深度 Ｈ ：
公隧 西 路 道孔
公 隧 中 路 道孔
地 上线 地 下线 铁行 铁行
Ｈ ＝ Ｖｏ Ｔ／ Ａ ２
（） １
金 Ｑ… § １ Ｑ１ 曼 Ｊ 量Ｊ． § ．
旦 —～— 监 — 殳— ． ．一Ｚ —＿ …
３３００
对 于 隧 道 检 测而 言 ，Ｈ 为地 下 反 射 层 的深 度 ， 中 Ｖ 是 电磁波 在地 下介 质（ 层 ） 式 面 中 的 传播 速 度 ， 对 于 雷 达 所 用 的高 频 电 相 磁波（ ０ ～１ ０ ＭＨｚ而 言 ， 测区介 质中的 ５ ０ Ｏ０ ） 检 电磁波 传播 速 度 由公式 （ ） ２ 表示 ：
图 １ 珠 江隧道沉 管段 横断面单位 ： ｃ （ ｍ）源自ｃ ／’ Ｐ
＋ ｌ
ｌ
髓
Ｅ ４
Ｅ ３ Ｊ ３
１ Ｉ
Ｅ ２ Ｊ １
［ １ Ｊ Ｏ
Ｊ ４
‘２ ０
２ ２
９Ｏ
２０
ｌ
１ ２０
１ ｎ
图 ２ 珠 江隧道纵 断面 单位 ：（ ｍ）
式 中 ：Ｃ 为 电磁 波 在 大 气 中 的传 播 速 度， 为３ 约 ０万 ｋ ｓ ￡为介 质的相 对介 电常 ｍ／ Ｉ ． 数 ， ， 介 质的 相对 磁导 率 。 为 电磁 波 在 介 质 中传 播 时 ，当遇 到 相 对 介 电 常数 变化 明 显 的 地 质 体 时 ，电磁 波将 产生 反射 及透 射 现 象 ， 反 射 和 透射 能 量 其 的分 配重 要 与 异 常 界 面 的 电 磁 波 反射 系数 有关 ， 射信 号 的 振 幅与 反射 系 数成 正 比 ， 反 在 以 位 移 电 流 为 主 的 低 损 耗 介 质 中 ，反 射 系数可表示 为 ：
ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥ ＣＨＮ０ＬｏｏＹ ＮＦＯＲＭＡＴＩ Ｉ ＯＮ
高 新 技 术
探 地 雷 达 探 测 隧 道 覆 盖层 厚 度 实 例
陈一统 王华 川 （ ． 东省路桥建设发展有 限公司 ： ２ 广州 市地下铁道总公 司运 营事业总部 广州 １广 ．
摘 要： 采用精 窘探 地雷达撂 曩 隧道曩盖 层厚度 。 ｌ 关键词 ： 雷达 撂测 晨盖层 厚度 中图分类号 ； ４ ５ ９ Ｕ ５ ． 文献标识码 ： Ａ
表 １ 影 响地质 雷达 探测 的部 分 因素
影响 索 电 导率 介 电常 数 探 测频 率 彩响 内容 探测 深度 探 测 深度 、 分辨 率 探 测 深度 、 分辨 率 备注 环境 电 导率 越 商 ，探测 深 度越 大 反射 信 号的 强弱 由介 电常数 的 差异 决 定 频 率越 商 ，探 深越 小 ， 分辨 率越 离