某隧道地质雷达检测演示文稿
地质雷达无损检测方案隧道2
地质雷达无损检测方案（隧道） 1检测目的：检测隧道衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢 筋等分布，评价隧道衬砌施工质量。
2检测仪器：隧道衬砌质量检测用美国SIR-4000型地质雷达系统（见下图）， 其特点与路基挡墙检测雷达相同。
2.1地质雷达主机技术指标应符合下列要求:系统增益不低于150dB;信噪比不低于60dB ；模/转换不低于16位；信号叠加次数可选择；采样间隔一般不大于0. 5ns ；SIR-4000便携式高性能I S 地质透视仪I美国SIR-20型地质雷达系统实时滤波功能可选择；具有点测与连续测量功能；具有手动或自动位置标记功能；具有现场数据处理功能。
2. 2地质雷达天线可采用不同频率天线组合，技术指标应符合下列要求：具有屏蔽功能；最大探测深度应大于2m；垂直分辨率应高于2cm o3检测方法及原理：地质雷达是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。
其工作原理为：高频电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射，经目标体反射或透射，被接受天线所接收。
高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性质及集合形态而变化，由此通过对时域波形的采集、处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。
地质雷达具有高分辨率、无损性、高效率、抗干扰能力强等特点。
现场检测时地质雷达的发射天线和接收天线密贴于待检表面，雷达波通过天线进入混凝土以及相应介质中，遇到钢筋、钢质拱架、材质有差别的混凝土、混凝土中间的不连续面、混凝土与空气分界面、混凝土与岩石分界面等产生反射，接收天线收到反射波，测出反射波的入射、反射双向走时，就可以算出反射波走过的路程长度，从而求出天线距反射面的距离D。
D= V ×∆t∕2式中：D——天线到反射面的距离；V一一雷达波的行走速度；∆t一一雷达波从发射至接收到反射波的走时，用ns计。
地质雷达检测实例
管线探测一、金属管线探测实例使用400MHz 天线在杭州凯旋路的马路边缘处探测金属自来水管，探测方向垂直于马路。
图1－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示自来水管的位置，管线顶部的埋深为1.1米。
经过实际开挖验证，该结果和实际情况吻合。
图1－1 金属自来水管探测雷达图二、PVC管线探测实例使用200MHz天线在深圳福滨小区测量PVC自来水管道。
图2－1为实测得到的雷达图，图中红色框表示PVC自来水管的位置，管线顶部的埋深约为0.75米。
图2－1 PVC自来水管探测雷达图使用MF天线阵雷达系统在北京百万庄大街探测一处PVC材料煤气管线，图2－2为实测得到的雷达图，其中，左部的红色圆圈标记出的是一污水管，中部的红色圆圈标记出的是一自来水管，右部的红色圆圈为PVC材料的煤气管，抛物线波形的两叶较短，但由于PVC管内是气体，因此反射较强烈，抛物线波形的黑白相间比较明显。
图2－2 PVC煤气管探测雷达图三、水泥管线探测实例使用80MHz天线在首钢检测水泥管。
图3－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示水泥管的位置，水泥管管顶深度为3.4米，外径600mm，位置如雷达图所示。
图3－1 水泥管探测雷达图四、电缆探测实例使用200MHz天线在深圳福滨小区探测电缆。
图4－1为实测得到的雷达图，图中电缆及金属管的反映均很明显。
图4－1 电缆探测雷达图五、铸铁管线探测实例使用200MHz 天线在北京污水处理厂门外的人行道上进行探测，目的是找出一根铸铁自来水管。
图5－1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示铸铁管的位置，铸铁管的反映非常明显，深度在1.5米。
图5－1 铸铁管探测雷达图六、深部管线探测实例使用40MHz半屏蔽天线在北京花园桥东侧马路边探测热力涵洞。
图6－1为实测得到的雷达图，红色方框表示热力涵洞的位置，从图中可以清晰的看到热力涵洞在120纳秒处的反映。
图6－1 热力涵洞探测雷达图七、地下复杂管线探测实例探测情况：以下是使用MF天线阵雷达系统在北京市委党校院内进行管线探测的例子，该区域内管线纵横交错，且管线之间相距很近，探测难度很大。
隧道工程衬砌地质雷达无损检测技术
隧道⼯程衬砌地质雷达⽆损检测技术隧道衬砌质量地质雷达⽆损检测技术1 前⾔1.1⼯艺概况铁路隧道衬砌是隐蔽⼯程，⽤传统的⽬测或钻孔对其质量进⾏检测有较⼤的局限性；应⽤物理勘探的⽅法对隧道衬砌混凝⼟进⾏⽆损检测，可取得快速、安全、可靠的效果。
1.2⼯艺原理电磁反射波法（地质雷达）由主机、天线和配套软件等⼏部分组成。
根据电磁波在有耗介质中的传播特性，当发射天线向被测介质发射⾼频脉冲电磁波时，电磁波遇到不均匀体(接⼝)时会反射⼀部分电磁波，其反射系数主要取决于被测介质的介电常数，雷达主机通过对此部分的反射波进⾏适时接收和处理，达到探测识别⽬标物体的⽬的(图1)。
图1 地质雷达基本原理⽰意图电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT，即可据下式算出异常介质的埋藏深度H：H V T=??2 (1)式中，V 是电磁波在介质中的传播速度，其⼤⼩由下式表⽰：V C =ε (2)式中，C 是电磁波在⼤⽓中的传播速度，约为3.0×108m/s ；ε为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同。
雷达波反射信号的振幅与反射系统成正⽐，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数可表⽰为：2121εεεε+-=r (3)反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越⼤，反射信号越强。
雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。
电导率越⾼，穿透深度越⼩；频率越⾼，穿透深度越⼩。
2 ⼯艺特点电磁反射波法（地质雷达）能够预测隧道施⼯中衬砌的各种质量问题，分辨率⾼，精度⾼，探测深度⼀般在0.5m ～2.0m 左右。
利⽤⾼频电磁脉冲波的反射，中⼼⼯作频率400MHz/900 MHz/1500 MHz ；采⽤宽带短脉冲和⾼采样率，分辨率较⾼；采⽤可调程序⾼次迭加和多波处理等信号恢复技术，⼤⼤改善了信噪⽐和图像显⽰性能。
（1）操作简单，对⼯作环境要求不⾼；（2）对衬砌隐蔽⼯程质量问题性质判断⼀般精度较⾼，分辨率可达到2～5cm ，检测的深度、结构尺⼨以及⾥程偏差或误差⼩于10%，缺陷类型识别准确度达95%以上；（3）通过专业的RADAN 6.0分析软件，专业的技术⼈员可以迅速的完成数据处理等。
隧道初支缺陷雷达检测PPT课件
30
V 级围岩初支厚度28cm， IV级围岩初支厚度25cm。
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初支混凝土 28d龄期强 度设计C30
6
7
2 爆炸的导火索
8
2015年7月， IV标指挥部组织对所有工程实体进 行排查，并邀请外部检测单位进行技术指导。
通过检测，发现初支混凝土结 构存在一些缺陷。
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3 现状调查 及分析 11
1 初支混凝土背后脱空调查
初支混凝土强度度调查
3 初支混凝土厚度调查 12
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隧道
**隧进口 **隧出口 **隧进口 **隧出口 **隧进口 **隧出口 **隧进口 **隧出口
围岩等 厚度 级
钢拱架
V
28
40cm
V
28
40cm
V
28
40cm
IV
25
60cm
IV
25
60cm
II
5
/
III
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隧道初支缺陷-雷达检测
演讲人：XXX 单位：XXX
1
目录页
Contents Page
1.隧道初支混凝土检测概况 2.爆炸的导火索 3. 现状调查及分析 4.对策措施 5.结果验证 6.总结与提高
1 隧道初支混凝土 检测概况 3
初支喷射混凝土1d龄期强度 要求大于10Mpa
隧道工程地质雷达检测分析
隧道工程地质雷达检测分析1、工程概况XX山二号隧道为长隧道，按左、右线分离布设。
左线隧道起讫里程ZK19+57仁ZK21+091长1520m,揭阳端洞口采用削竹式，洞口设计标高30.353m,惠来端洞门采用削竹式，洞口设计标高17.398m,坡高0.5%〜-1.317%，隧道最大埋深约209m右线隧道起讫里程ZK19+59〜ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式，洞口设计标高30.493m,惠来端洞门采用削竹式，洞口设计标高17.490m,坡度0.5%〜-1.321%，隧道最大埋深约212m隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭, 山体植被较发育, 山体发育花岗岩孤石, 大小不一。
隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉, 覆盖层由粘土、全〜强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。
隧址区地下水类型主要为潜水,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中〜微风化岩的风化裂隙。
2、地质雷达的发展及其应用随着社会的高速发展, 有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用, 重要的方法有弹性波法及其电磁波法。
在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达, 隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测；并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测, 因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。
公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多，而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。
虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察，但是在隧道实际的开挖施工当中，还会有非常多的问题发生的。
从这些方面就可以很好地说明，在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况，并且做出及时地超前预报。
当隧道发生一些事故或者竣工以后，应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性，不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量，需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测，例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。
探地雷达在隧道工程检测中的应用ppt120414by中国电波所
施兴华 中国电波传播研究所 2012-04-14
中国电波传播研究所
中国电波传播研究所
中国电波传播研究所
一．隧道检测的意义
隧 道 检 测 评 价 的 意 义
衬砌是隧道承载及防水的重要结构，其施工质量对隧道的 长期稳定和使用功能的正常发挥有很大影响。然而，隧道施工过 程中难以避免出现施工缺陷，留下病害隐患。如果能在隧道施工 过程中及时发现，并及时采取整治措施，可大大提高日后隧道运 营的安全性。因而，对隧道进行检测意义重大。
厚积薄发，引领探地雷达技术的发展
走进
中国电波传播研究所
中国电波传播研究所
二. 电波所及其观测站分布 2.1.1 探地雷达技术背景及来源 ２．１ 厚积薄发，引领探地雷达技术的发展
电 波 所 观 测 站 分 布
测控船 测控船 西沙 马来西亚 中国电波传播研究所 智利站 喀什 阿里 阿勒泰
电 波 所 研 究 所 领 域
毫米波到 超长波 地下
中国电波所是研究电磁波在各种媒质中的传播特性以及 应用为主的综合性研究所。
中国电波传播研究所
二. 探地雷达技术背景及来源
行 业 地 位
国家唯一电波环境观测站网和数据库 国家电离层骚扰预报中心 国际无线电科学联盟 电子行业全球定位系统 硕士点及博士后工作站 国家核心期刊
异常显示
界面
电磁波反射探测原理
雷达记录示意图 中国电波传播研究所
对空雷达技术创新性的用于地下目标探测
空气直达波 地面直达波 介质层1 透 射 多 次 反 射 目标反射回波
介质层2
X
介质层3
X = ½ VT
X: 穿透深度 V: 电磁波传播速度 T: 双程旅行时间
地下工程监测与检测技术六地下工程中的地质雷达测试技术ppt课件
三.观测场地与环境记录
观测现场记录很重要，它是资料解释的基础。有些环境 干扰信号被记录下来，如电线杆、侧面墙要点是把那些可能产生反射干扰的地物都记录下来，注明它 们的性质、与测线的距离、位置关系等。
二.电磁波在介质中的传播规律
电磁波根据其波面的形状可以分为平面波、柱面波和球 面波，其中平面波是最基本、最具有电磁波普遍规律的电磁 波类型。
探地雷达所发射的的电磁波可经傅立叶变换换算一系列 的谐波，这些谐波近似为平面波，则探地雷达电磁波传播以 平面谐波的传播规律为基础。
在探地雷达应用中，通常比较关心电磁波的传播速度和衰减因子 。若介质为低损耗介质，此时，平面波的电场强度近似等于磁场强 度；大多数岩石介质为非磁性、非导电介质，此时电磁波的速度主 要取决于介质的介电常数；衰减常数与电导率成正比，与介电常数 的平方根成反比，电磁波能量的衰减主要是由于感生涡流损失引起 的。若介质为良导体，此时，随着电导率、磁导率增加，以及电磁 波频率升高，电磁波的衰减越快。波速与频率的平方根成正比，与 电导率的平方根成反比，波速是频率和电导率的函数。
地质雷达反射剖面示意图
一.麦克斯韦电磁场理论简介
E
.D
B t
.B 0
H
J
D t
麦克斯韦方程组表明，随着时间变化的磁场会产生时间变化的电 场，随着时间变化的电场又会产生随着时间变化的磁场。简言之， 就是变化的磁场和变化的电场相互激发，并且变化的磁场和变化的 电场以一定的速度向外传播，这就形成了电磁波。
地质雷达在隧道工程质量检测中应用若干技术问题30页PPT
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
地质雷达在隧道工程质量检测中应用 若干技术问题
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们Fra bibliotek 后面。•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
(2024年)某隧道地质雷达检测
地质雷达检测在隧道工程中的应用
超前地质预报
在隧道掌子面前方进行地质雷达检测 ，预测前方不良地质体的位置、规模 和性质，为隧道施工提供超前地质预 报信息。
隧道衬砌质量检测
利用地质雷达对隧道衬砌结构进行无 损检测，识别衬砌背后的空洞、不密 实等缺陷，评估衬砌结构的完整性和 安全性。
隧道围岩稳定性评价
某隧道地质雷达检测
2024/3/26
1
目录
2024/3/26
• 隧道地质雷达检测概述 • 隧道地质雷达检测系统 • 隧道地质雷达检测实施流程 • 隧道地质雷达检测案例分析 • 隧道地质雷达检测中的常见问题及解决方
法 • 隧道地质雷达检测技术的发展趋势与展望
2
01
隧道地质雷达检测概述
2024/3/26
智能化、自动化操作
引入人工智能和自动化技术，实现地质雷达设备的智能化操作和自动数据分析，提高检测 效率和准确性。
25
数据处理与解释技术的创新与发展
01
先进的数据处理算法
采用先进的数据处理算法，如深度学习、神经网络等，对地质雷达数据
进行高效、准确的处理和分析。
02
多源数据融合技术
结合其他地球物理探测手段，如地震波法、电磁法等，实现多源数据的
提高工程质量
通过隧道衬砌质量检测和围岩稳定 性评价，可以及时发现并处理工程 质量问题，确保隧道工程的稳定性 和安全性。
6
02
隧道地质雷达检测系统
2024/3/26
7
地质雷达设备
发射天线
用于向地下发射高频电 磁波，其频率和功率可
根据需要进行调整。
2024/3/26
接收天线
用于接收地下反射回来 的电磁波，并将其转换
地质雷达与隧道工程检测-检测XXXX
隧道二衬检测-原始数据-钢筋-脱空
处理-去水平信号
隧道检测-原始数据-工字钢-400兆天线
处理-去水平信号
处理-偏移归位
处理-希尔伯特变换
隧道检测-原始数据-900兆天线
处理-去水平信号
处理-调整增益
处理--调整增益
处理-时间0点-偏移归位
处理-反褶积
处理-反褶积
处理-偏移归位
• 超挖欠挖 • 空洞
• 分界面
• 钢筋网 • 工字钢
隧道支护质量检测---界面(超挖欠挖)
隧道支护质量检测---楔型空洞
隧道支护质量检测---楔型空洞
隧道支护质量检测---层间脱空
隧道支护质量检测---分界面
隧道支护质量检测---分界面
隧道支护质量检测---工字钢
隧道支护质量检测---解释图
隧道支护质量检测---复杂图
隧道支护质量检测---老隧道维护
Reflection – Dielectric
GPRSIM v3.0 Reonductivity
GPRSIM v3.0 Real Time Examples
谢谢大家！ 欢迎多提宝贵建议！
地质雷达与隧道工程检测-检测XXXX
地质雷达在隧道工程中的应用
• 隧道支护质量检测
隧道支护质量检测
• 物理前提
– 隧道支护内水泥板、钢筋、空洞、围岩、水的 电磁性质差异大
– 采用地质雷达方法能够快速地检测隧道支护结 构、钢筋分布、空洞范围。
• 仪器方法 • 现场工作照片 • 探测实例
隧道支护质量检测---钢筋
钢筋网模拟图
地质雷达天线水泥板测试图
钢筋网实测图
Ri
1 1
2 2
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原衬砌层中部的强反射界面，是
因环氧树脂隔水作用而形成的相对富 含水层。
K229+536
混凝土泵送孔
环氧树脂加固孔
K229+527 雷达测线
原砼层衬砌
后期压注 混凝土层
围岩
初期支护砼层裂缝实例
二次衬砌结构层裂缝实例
八、溶 洞
典型溶洞雷达图象
介质的含水量变化与介电常数值成正比， 其衰减系数亦随着介电常数的增加而减小。
某隧道地质雷达检测演示文稿
一、探地雷达技术
• 基于电磁波反射原理 • 反映不同介质的电磁物理特征 • 圈定出被测目标的形态及空间位置 • 解译地质和工程实践中的具体问题 • 广泛应用于工程建设的各个领域
探地雷达在隧道衬砌结构检测中的应用
• 衬砌结构
1、厚度 2、钢支撑、钢筋密度
• 衬砌缺陷与病害
开挖验证：衬砌厚度20cm、空洞 大于150cmK229+265
K229+260
K229+255
经压水泥砂浆处理后雷达检测图像：其中呈双曲线形态为注浆管
隧道衬砌结构层间脱空实例之二
K212+890
K212+900
六、回填欠实
初期支护回填不实作业现场
初期支护回填不实检测实例
围岩
初期支护 片石回填
灰 岩
溶 洞
九、围岩破碎富水裂隙发育
围岩破碎
围岩富水
渗漏点
积水区及排水通道实例
破孔位置
K290+745
开孔里程 设计二次衬砌厚度 开孔二次衬砌厚度
可见脱空量
K229+737 50cm 16cm 35cm
隧道衬砌层内空洞实例
采用模筑泵送混凝土工艺施工二次衬砌 拱顶施工接缝处易出现三角形空洞
初期支护层 二次衬砌层
三角形空洞
模 筑 施 工 缝
二次衬砌层内三角形空洞实例
衬砌砼层间大面积空洞实例之一
初期支护 回填欠实 围岩
衬砌结构层位对比追踪
二次衬砌 初期支护
回填欠实 围岩
衬砌结构层位雷达图象
三、衬砌结构内的金属构件
典型钢支撑雷达图象
钢支撑检测实例
钢筋密度检测实例
处理塌方金属管棚加固实例之一
金属排水管（充水）实例
四、空 洞
开挖验证结果
K290+735
K290+740
Ri
1 2 1 2
K290+580
K290+590
空洞
空洞
二次衬砌 初期支护
空洞
围岩
开孔里程
设计二次衬砌厚度 实测二次衬砌厚度
脱空量
破孔位置
孔一 K229+577
40cm 22cm 35cm
孔二 K290+578
40cm 15cm 31cm
孔三 K290+583
40cm 30cm 37cm
孔四 K290+593
40cm 23cm 40cm
理后雷达复测结果图，原回填欠实区已 发生变化，其视频率与砼衬砌背景频率 接近，同相轴连续，表明原来松散的黄 土经水泥压浆后已形成相对密实的结合 体，而异常区形态的存在反映出其黄土、 砂石、水泥的结合体与砼结构的物性差 异，经再次破孔亦验证了该处缺陷区已 基本被固结密实 。
处理前开孔验证为充填黄土
K229+505
处理危石且伴生空洞实例
空洞病害处理前后 雷达检测对比图象
K229+265
K229+260
K229+255
上图中可以清楚地分辨
出电磁波在砼和空气两种不 同介质中的不同反射特征， 从而圈定出衬砌结构内的空 洞位置及规模。
下图是该处空洞异常经
加固处理后的雷达复测结果 图象，图中同一位置处理前 的空洞异常已经消失，电磁 波反射特征单一，表明空洞 已被单一砼介质填满（其中 的双曲线反射为滞留在衬砌 内的注浆金属管）。
空洞
围岩
回填欠实处理前后 雷达检测对比图象
K229+505
K229+500
K229+495
上图可以清晰地看到衬砌结构层内
有明显的电磁波反射异常区，强反射界 面反映出异常边界形态，异常区内呈雪 花状电磁波漫反射，反映出其中充填有 不规则的欠实填充物，经破孔验证为充 填黄土。
下图是该处异常区经压注水泥浆处
1、超挖回填密实情况 2、空洞 3、层间脱空 4、衬砌裂缝 5、渗漏水通道及积存水范围
• 地质问题
1、围岩开挖扰动
2、裂隙 3、溶洞
二、衬砌结构砼层厚度检测
衬砌结构层位划分
Ri
1 1
2 2
地表 二次衬砌
反射系数正负— 决定反射界面相位正负
188
r
吸收系数决定了电磁波场强在传 播过程中的衰减速率
K229+500
K229+495
处理后松散黄土已被压浆固实
七、砼层裂缝
昆
砼层裂缝实例
明 端
某隧道在加固处理拱顶空洞病害
泵送混凝土过程中，因压力过大造成 衬砌结构开裂。为了解裂缝纵深发展 程度，使用雷达技术对纵向开裂主裂 缝进行了检测。
K229+545 衬砌裂缝
从雷达图象上解译分析，可反映
出衬砌裂缝的明显特征：原衬砌层上 半部分因环氧树脂填堵，裂缝已被弥 合；而下半部分由于环氧树脂填堵不 到位，裂缝特征还很明显，主要表现 为雷达波的相位不连续。