地质雷达在公路隧道衬砌检测中的应用分析

地质雷达在公路隧道衬砌检测中的应用分析
发布时间：2022-09-20T06:46:08.171Z 来源：《建筑创作》2022年第4期第2月作者：刘益平
[导读] 在我国检测公路隧道质量的过程中广泛应用地质雷达，这主要是因为地质雷达自身具有较高的分辨率和较高的准确程度等优点。

刘益平
苏交科集团股份有限公司 210017
摘要：在我国检测公路隧道质量的过程中广泛应用地质雷达，这主要是因为地质雷达自身具有较高的分辨率和较高的准确程度等优点。

当前在公路隧道衬砌检测应用地质雷达，能够有针对性分析和解决其中的问题，从而有效地提升公路隧道的质量。

关键词：地质雷达；公路隧道；衬砌检测；应用
在公路隧道中，隧道衬砌是主要的受力结构之一，直接会影响到隧道的安全使用，然而在具体隧道施工中因为不同因素的影响，很容易出现各种问题。

为了有效地处理这些因素带来的影响，可以应用地质雷达进行质量检测，因为该方式具有较快的检测速度，同时没有较高的检测成本，不会损伤被检测目标。

1检测公路隧道衬砌工作中应用地质雷达的主要原理
公路隧道自身比较特殊，在实际检测隧道的过程中主要是采用无损检测方法，对公路隧道进行图像探测和连续扫描的方法主要是地质雷达方法。

在具体应用中，地质雷达中通过高频电磁脉冲探测地下介质实际的分布规律和情况，值得注意的是，地质雷达的分辨率很高，同时操作比较简单，所以在公路隧道检测中应用十分广泛。

同时，在地质雷达基础理论的基础上完善推广地质雷达检测法，能够进一步完善理论，并能够提高检测公路隧道衬砌的精准度。

通过地质雷达的应用，对公路隧道的衬砌进行快速扫描，直观展现图像结果，从而有效地提升公路隧道检测结果的效果，提升审计能力，同时确保公路隧道的安全施工，避免工程建设中出现严重的偷工减料现象。

2影响公路隧道衬砌质量的因素
2.1控制初始施工质量的环境因素
在初始检查支撑质量的过程中主要是对支撑结构表面的平整度进行检查，其中预留车辆、洞穴、电缆、水等环境因素会对检测目标的横向位置有影响，工作人员需要对横线位置以及缺陷进行识别，环境因素直接会影响到后续数据处理和选择的位置；同时，现场标记站点的准确性也会对测试结果造成影响。

2.2仰拱质量检查中的环境因素
在衬砌检测过程中，与简单支撑和衬砌辅助检测方式相比，仰拱测试方式更加方便，然而检查仰拱质量的过程中也会因为现场恶劣的检测条件因素而受到影响，比如说漂浮上层的净水、砾石、土壤等都会影响到检测质量。

存留水时间较长将会增加填料中的水分，同时加快电磁波衰减；在检测过程中，漂浮的土壤和砾石会严重影响到设备的使用，降低图像的质量。

3检测公路隧道衬砌工作中存在的问题分析
3.1隐蔽性危害引发安全隐患
在我国交通事业的发展中，合理进行隧道建设能够对环境进行保护、对线形进行改善、对里程进行缩短，在交通公路建设中广泛应用隧道。

同时交通事业的发展也进一步提升了公路隧道建设的数量和施工技术水平，尤其是我国不断加大开发地下空间的力度，在此过程中不断优化隧道工程的施工技术，然而由于隧道工程具有隐蔽性，部分隐蔽性病害无法及时发现，若是任由这些病害发展，将会对隧道的安全运营造成影响，甚至会引发安全隐患，如严重的交通事故，直接对行人和行车安全造成威胁，所以需要做好前期检测隐蔽性病害的工作。

在公路隧道检测中应用地质雷达检测，钢筋、病害位置、材料介质、病害大小等都会影响到检测结果的精准度。

3.2检测结果缺乏公正性和可靠性
在公路隧道检测过程中，采用压水测试、钻孔取芯等方式进行事后监督检查，这些方法只能对工程局部位进行检测，比如说当前还没有对应的方法检测钢筋间距等，无法对隧道整体的质量进行全面反映，形成可靠、公正、客观的隧道质量评价报告。

在完成隧道开挖的工作之后，施工人员还需要检测隧道的衬砌等工作，之后才能够根据实际情况判断隧道是否出现超挖问题；漏水、开裂等问题在隧道工程中比较常见和严重，因此，施工人员需要采取合适的措施检测隧道深部结构。

在检测隧道衬砌的过程中，施工人员需要对工程整体的轻度和隧道厚度等因素进行分析，从而分析影响到隧道衬砌厚度的各种因素，通过地质雷达进行探测，根据探测的图像结果对实际情况进行判断，然而雷达探测过程中的探测时间、深度剖面图若是辨识准确性不高，也会对最终的探测结果产生影响。

3公路隧道衬砌检测中应用地质雷达的现状分析
在检测公路隧道衬砌的过程中应用地质雷达方式能够得到准确的数据结果，并对隧道衬砌的实际情况进行准确判断。

3.1电磁波的传播速度影响
在地质雷达检测过程中，工作人员需要多次校准和复核电磁波的实际传播速度，其准确性直接会对检测隧道衬砌厚度的精准度造成影响。

所以在对隧道衬砌厚度进行检测的过程中，还需要探测扫描多处选定的段落，之后取芯进行厚度测量，根据取芯厚度的平均值进行电磁波的传播速度确定。

3.2探测隧道衬砌脱空区
公路隧道的衬砌存在多种形式的脱空区域，其中主要是存在于初期支护与围岩、土工布与防水板、防水板与衬砌、初期支护与衬砌之间，在采用地质雷达进行检测的过程中，电磁波受到不同形式的脱空区影响产生反复折射现象和多次无用波，对检测人员的判断和解析造成影响。

为了能够确保最终结果更加精准，检测人员还需要利用针孔内窥镜，现场进行取芯，进而对隧道衬砌实际的分布结构进行检测，并得出正确判断。

4应用地质雷达治理公路隧道衬砌的方法
4.1验收公路隧道衬砌的质量
在验收隧道工程的质量阶段应用地质雷达检测方式能够对衬砌部分的项目数量和质量进行科学验收和检查，确保衬砌没有缺陷，同时符合工程设计要求。

在具体检测过程中，该方法能够对衬砌结构中的混凝土进行厚度、密实性、脱空问题等进行全面检查，有效地控制了衬砌施工质量。

此外，地质雷达方式能够快速检测衬砌混凝土的相关参数，由于没有相关的设计资料进行参考，在分析雷达数据的过程
中，需要多方面进行解析，同时还需要多方进行复核、审查，进而确保最终得出的结果更加可靠、合理。

所以，在具体隧道衬砌的施工过程中，施工人员需要对衬砌厚度等是否符合施工标准、是否存在缺陷问题等进行及时掌握和处理。

4.2综合运用地质雷达方法评价工程质量
在对公路隧道衬砌质量进行评价的过程中，工作人员也需要确保快速、准确检测质量，相关检测人员不仅要对隧道施工检测技术进行全面掌握，并有效应用技术检测隧道衬砌是否存在质量问题；同时，在具体治理检测问题的过程中还需要综合应用图像增强技术，并在探测衬砌数据的过程中全面植入图像技术，在此基础上加强检测衬砌细节质量的效果；此外，工作人员在地质雷达检测方法应用的过程中也需要合理应用形态学，从而对分界线进行更加快速获取，并降低人为因素造成的误差问题。

管理人员也要加强监督检测过程中，避免人为因素对检测过程的干扰，确保最终根据公正、独立的检测得出精确的检测报告。

5公路隧道衬砌检测中合理应用地质雷达的注意事项
在公路隧道衬砌检测中应用地质雷达，还需要注意以下几点：
5.1在检测公路隧道地质灾害方面应用地质雷达
在检测公路隧道衬砌的过程中应用地质雷达，需要对隧道的地质灾害治理情况进行准确、快速且无损检测，从而对隧道整体整治地质灾害的效果进行科学评价，减少安全隐患，同时提高工程整体的施工质量。

在检测衬砌质量的过程中应用地质雷达，针对工程施工中的安全运行、经济性、实用性等质量进行科学控制，进而对资源进行有效节约，避免出现浪费资源的现象出现，通过地质雷达快速、高效扫描检测线，得出较高分辨率的图像，同时通过电磁波在空间和时间上的传播，对探测目标的规模、空间位置、物理性质等进行科学分析。

5.2在检测公路隧道坍塌灾害方面应用地质雷达
在检测公路隧道衬砌的过程中应用地质雷达，能够对隧道施工整体整治坍台灾害的效果进行准确检测，对塌方处理过程中注浆饱和度的情况进行准确检测，同时检测塌腔中是否还存在对隧道安全有危害的空洞。

将地质雷达广泛应用到超前预报隧道的工作中，能够推动我国公路隧道的建设发展。

5.3在检测公路隧道工程审计工作中应用地质雷达
当前对公路隧道的现场进行实际检测是非常重要的审计方式，在审计过程中应用地质雷达技术，能够充分提升审计的效果和水平。

在投资审计领域中广泛应用地质雷达技术，能够对工程项目中的隐藏项目进行有效检查，并对隐蔽工程中存在的工程质量问题进行科学解决。

在公路隧道工程审计环节中应用地质雷达技术，是探测技术与审计工作相结合的新技术，能够不断升级应用地质雷达技术，高效结合审计，提高地质雷达检测的效率和准确性，同时对探测对象不会产生损伤，体现较强的经济性，同时能够对公路隧道隐蔽工程的审计问题进行部分解决，提高审计的成效。

此外，在环境检测、调查基础地质、勘查矿产、考古研究、土木工程中也经常应用探地雷达技术进行探测质量检测。

5.4地质雷达在公路隧道衬砌检测过程中形成的图像分析
通过地质雷达探测公路隧道衬砌得出相关的数据，在初步处理这些数据之后能够计算出衬砌厚度的复合介电常数，之后对电磁波的传播速度进行确定，并准确确定探测目标的深度。

在分析地质雷达图像的过程中需要对目标物体与干扰波之间的波形进行区分，若是探测的地质条件良好，则可以通过地质雷达图轻松获取相关信息。

但是，在实际公路隧道建设中，一般地质条件比较复杂，有较多的信号干扰，无法科学分析地质雷达图。

一般对探测有影响的干扰因素有：护套上附着金属物体、电缆天线没有有效连接等，干扰波的形态特征是不同的，无法有效进行区分，因此，为了能够有效地检测公路隧道衬砌，在现场检查、处理好数据之后，还需要对图像的类型进行科学分析和了解。

一般地质雷达图有三种类型：首先是对钢筋进行二次包层，部分钢筋会在隧道的围岩进行施工，主要是为了避免围岩出现变形现象，在进行第一次衬砌的过程中进行钢拱安装，在第二次衬砌过程中进行钢筋混凝土安装，通过地质雷达对钢筋进行识别和确定，图像显示中会有较强的反射波信号，呈现的钢筋形状是连续的、较小的双曲线；其次是围岩和衬层之间有空洞，在图像中呈现出较强的波反射信号，衍射弧是重合轴，衍射弧是由很多不规则的、连续的反射弧构成，在图像中雷达信号的颜色将会显示出来，在设计过程中，反射波形没有异常变化，比较稳定，这就说明探测的土层结构良好，不存在间隙或者是不致密问题，若是围岩和衬层有空腔，在实际图像中出现异常反射现象，这说明该区域比较松散；灰岩地层中可能会出现岩溶洞穴，洞穴中会含有填充物质、水、空气等，若是隧道衬砌中含有岩溶洞穴，在地质雷达探测的图像中会显示出以下几个特征：洞穴的大小、填充物质和形状将会影响到岩溶洞穴形态，一般图像中显示出较多双曲线，在洞穴侧壁中会出现等间距、低频、高幅反射波组，尤其是洞穴中有水时出现较强的反射波，在洞穴的底部不会出现明显的发射，若是洞穴中没有水或者是空洞，几乎不会出现电磁波的反射，若是洞穴中有填充物质，将会降低电磁波的能量，产生低频波，在地质雷达图像中岩溶洞穴特征很明显，比较容易判断，并做出准确解析。

5.5科学分析FIR滤波
在公路隧道衬砌检测中应用地质雷达探测技术，还需要对FIR滤波进行科学分析和处理，一般在地质雷达滤波分析过程中，源数据的水平方向有连续、稳定干扰，去除背景主要是提取多个相邻信号，并对相同的位置进行相同相轴信息和信号进行抑制，通过平滑处理，对多个相邻信号进行提取和叠加，从而促使图像更加平滑。

在地质雷达探测过程中不同频率的信号都会干扰到探测效果，所以，需要对滤波进行科学处理，对反射图像中的高频和低频信号进行去除，从而区别地质雷达的探测信号频率，对最终的探测结果进行改善。

5.6合理应用高级过滤器
在公路隧道衬砌检测中应用地质雷达，相关设备也会发生高频电磁波，从而导致外部因素干扰到探测数据。

通过分析小波和卷积能够获取有效信息，并对数据进行精细处理。

为了对图层质量进行科学控制，还可以通过去卷积和偏移技术对多波干扰进行有效消除，从而对信息进行有效识别。

总而言之，在应用地质雷达的过程中需要注意合理应用高级过滤器对干扰信号进行有效过滤，从而保证探测的结果更加精确。

6结语
总之，在公路隧道衬砌检测中应用地质雷达，能够有效地减少隧道出现裂纹，提高隧道的施工质量。

在实际应用地质雷达探测隧道衬砌的过程中，工作人员需要重视公路隧道衬砌中存在的问题以及应用地质雷达的各种注意事项，从而充分发挥地质雷达的作用和价值，提高检测公路隧道衬砌的质量和效果。

参考文献
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