地质雷达检测的基本原理及其在公路隧道中的应用效果

地质雷达检测的基本原理及其在公路隧道中的应用效果

满银

贵州省交通科学研究院贵州贵阳

摘要：经济从沿海向中西部发展，带动部分地区经济的同时，也带动了部分地区交通状况的改善，各色公路在全国各地的普及，使其在修建时也面临各种不同的问题，如在山区修建公路时需要开凿隧道等问题。隧道的开凿是一项有难度的技术活，必须做到测量的准确，不能出一点差错。科技的发展使隧道在开凿过程中简便了不少，尤其是地质雷达检测系统在隧道开凿过程中的应用，彻底取代了旧时代所用的测量方法。地质雷达检测是一项非破坏性的、分辨率高、快速且准确的检测方法，它所独有的特质决定了它具有技术上的优越性。

关键词：地质雷达；检测；公路；隧道

改革开放以来，国家综合实力稳步提升，经济也逐渐从沿海一带向中内地发展，发展经济的基础首要的是交通的便利，因此，我国公路交通的建设规模日益扩大，公路的建设遍布全国各地。由于我国地形多以山地、丘陵为主，地形阶梯跨越较大，在修建公路的同时难免遇到一些障碍。当在山地和丘陵地区修建公路时，考虑到路程、安全和便捷的问题，往往需要开凿隧道，取代盘山公路。而科学技术的发展，使得隧道在开凿过程中难度大大降低，尤其是地质雷达检测在公路隧道开凿过程中的应用，大大降低了隧道开凿的测量难度。

一、地质雷达检测的应用原理

地质雷达检测是指用雷达探测地下的物体，扫除障碍以保证施工的顺利进行。地质雷达在施工过程中探测岩石层中的目标时，通过发出超高频率的以宽频带短脉冲为形式的电磁波，发出的电磁波会形成一个反射讯号。不同的地形其内部结构不同，不同结构层的电磁特性不同，因此，会产生不同频率的电磁波，并且发出反射信号。当地面上接收到地质雷达发来的检测信号，便通过接受装备将信号输入到接收器中，然后再将其放大由示波器直观的显示出来。所以，通过对接收到的电磁波发出的反射信号的频率特征等加以解析，就可以了解到所探测的地形结构的特征。

地质雷达在探测过程中所能探测到的最远的距离被称为地质雷达的探测深度，它受到两个方面的制约，分别是地质雷达检测的活动范围以及地质雷达检测

应用过程中介质的性质。这两部分都会直接的影响到地质雷达的探测距离，然后便是影响到公路隧道建设过程中探测的精度。所以说，能否把握好地质雷达检测在公路隧道建设过程的应用原理，是地质雷达发挥最好效用、取得预期效果的重要保证。

二、地质雷达检测在公路隧道建设中应用的重要性

我国复杂的地形决定了我国公路建设必须具备较高的技术水平和先进的仪器设备。尤其是在山地、丘陵地区修建公路时，考虑到安全性、成本预算、方便快捷、实用性等一系列实际问题时，往往会将开凿隧道作为首先考虑的方案。然而，开凿隧道在测量和施工方面还存在着很多障碍和影响因素，而地质雷达检测在公路隧道开凿过程中的应用，对于公路建设就是一次新的技术革命。地质雷达具有的技术特性，在公路隧道中的应用有着至关重要的作用。首先，它并不是一种具有破坏性的探测技术，而是能够安全的适用于任何地方，不论是城市还是正在施工的工程现场，它对工作场地的要求可以用宽松、随意形容，适应性非常的强。其次，地质雷达的抗电测干扰能力很强，它受工作场地环境的干扰程度小，可以在城市内或野外等各种嘈杂、噪音强的环境中作业。再次，地质雷达能达到的探测深度和分辨率完全可以满足工程上的数据需要，并且可以在现场直接绘出实时剖面记录图，这样直接产生的记录图更加清晰、直观，便于测量。第四，地质雷采用便携的电脑系统来控制在公路隧道开凿时测量采集来的数据，同时还掌控着记录、存储以及处理等方面的工作程序。

三、地质雷达的检测方法

地质雷达检测现今应用于各个领域中，在公路隧道开凿中的应用早已处于成熟稳定阶段，其检测方法在长期实践的过程中也早已成形。地质雷达检测的方法种类繁多，五花八门，目前来说，在公路隧道开凿过程中比较常见的地质雷达检测方法有：隧道风速检测、隧道内环境噪声检测、隧道照度检测、碳化深度测量、围岩内部位移量测、围岩压力及两层支护间压力量测、隧道烟雾浓度检测、一氧化碳检测、预应力混凝土张拉试验、周边位移量测、单桩竖向抗压静载试验、钻芯法、标准贯入试验、隧道施工超前预报、超生会谈综合法检测混凝土强度、程控质量检测、低应变法、地表沉降观测，等等。

不同的地形条件需要采用不同的地质雷达检测方法，因地制宜才能取得预期

效果。地质雷达检测对隧道进行的快递准确的检测在整个施工过程中是至关重要的，以往传统的开凿隧道的方法，不仅施工周期长、耗费大量不必要的人力、物力、财力，而且存在很大的偶然性，容易出现偏差。因此，在长期实践中总结出的地质雷达检测的一系列方法，能够适应各种复杂地形的需求，对症下药，因地制宜，有科学、准确的方法最指挥，公路隧道的开凿也会事半功倍，并且保质保量的同时还能大大缩短工期、降低成本。

通常情况下，为保证地质雷达检测方法的准确应用，必须要配备高频率天线，以提高探测雷达的分辨率。但是，高频率天线的使用会使探测深度降低，在实际检测的过程中，围岩种类、衬砌厚度、天线频率，这三者之间存在的不同，根据结合异常体和周围介质的分布特征，便可在探测分辨率的同时兼顾到探测深度，因此，在实际施工过程中，可以根据这些要求来选定天线的频率。

尽管地质雷达检测方法种类繁多，但其数据处理的方式的种类却较少，分为数据预处理和数据滤波分析。两种数据处理方法分别负责的任务阶段不同，也受到工作量大小的影响。地质雷达检测除了数据处理还要对接收到的数据进行解释。地质雷达数据解释在整个的监测工作中都是重点、难点，其方法、准则是以反射波的信息特征为主要依据，对测量目标的后期设计和一些相关资料的查阅参考，结合长期以来的实践经验和数据解释人员的经验，对反射的测量目标的性质、特征进行观察，必要时可以采取其他的地质雷达检测方法所获得的结果进行对比论证，在比较的过程中积累经验，从而使数据的精确度能得到保障，并且不断提高。

地质雷达检测接收到反射信号生成的图像也需要做分析，其目的都是为了保证检测到的数据是准确无误的。地质雷达的图像分析也可以预先算出探测地形的距离深度，保障准确度的同时也能保障公路隧道开凿工程的顺利实施。

结语

近年来我过交通状况的不断改善，也使公路隧道建设的工程数量直线上升。地质雷达检测的基本原理的掌握，使其在公路隧道中得以应用，很好的解决了公路隧道开凿过程中遇到的难题。地质雷达检测在公路隧道中的应用，其非破坏性的特有性质，不仅可以提高测量的准确度，也大大缩短了测量的时间，对降低工程预算、缩短工期更是起到了保障作用。地质雷达检测的方法既多又全面，可以