地質(zhì)雷達測量技術

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1、2004年度現(xiàn)場交流會材料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　地質(zhì)雷達測量技術地質(zhì)雷達測量技術內(nèi)容提要：本文在簡述地質(zhì)雷達基本原理的基礎上，介紹了地質(zhì)雷達檢測隧道襯砌質(zhì)量的工作方法，通過理論分析、實際資料計算、實測效果等方面說明采用地質(zhì)雷達技術檢測隧道襯砌質(zhì)量的必要性和可靠性。關鍵詞：地質(zhì)雷達　測量技術1　前言地質(zhì)雷達（GeologicalRadar）又稱探地雷達（GroundPenetratingRadar），是一項基于不破壞受檢母體而獲得各項檢測數(shù)據(jù)的檢測方

2、法，在我國已在數(shù)百項工程中得到了應用，并取得了顯著成效。同時，隨著交通、水利、市政建設工程等基礎設施的大力發(fā)展，以及國家對工程質(zhì)量的日益重視，工程實施過程中仍急需用物理勘探的手段解決大量的地質(zhì)難題，因此，地質(zhì)雷達極其探測技術市場前景十分廣闊。地質(zhì)雷達作為一項先進技術，具有以下四個顯著特點：具有非破壞性；抗電磁干擾能力強；采用便攜微機控制，圖象直觀；工作周期短，快速高效。它不僅用于管線探測，還可用于工程建筑，地質(zhì)災害，隧道探測，不同地層劃分，材料，公路工程質(zhì)量的無損檢測，考古等等。2　地質(zhì)雷達技術原理?　　地

3、質(zhì)雷達是運用瞬態(tài)電磁波的基本原理，通過寬帶時域發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻窄脈沖電磁波，波在地下傳播過程中遇到不同電性介質(zhì)界面時產(chǎn)生反射，由接收天線接收介質(zhì)反射的回波信息，再由計算機將收到的數(shù)字信號進行分析計算和成像處理，即可識別不同層面反射體的空間形態(tài)和介質(zhì)特性，并精確標定物體的深度（圖1）?！　　　　　　　　　　　　　D1　地質(zhì)雷達檢測原理圖3　雷達的使用特性9　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第　頁　共9頁2004年度現(xiàn)場交流會材料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

4、　　　　　　　　　　地質(zhì)雷達測量技術3.1　無損、連續(xù)探測，不破壞原有母體，避免了后期修補工作，可節(jié)約大量的時間和費用。3.2　操作簡便，使用者經(jīng)過2－3天培訓就能掌握。????探測時，主機顯示器實時成像，操作人員可直接從屏幕上判讀探測結果，現(xiàn)場打印成圖，為及時掌握施工質(zhì)量提供資料，提高了檢測速度和科學水平。并且通過數(shù)據(jù)分析，還可以了解道路的結構情況，發(fā)現(xiàn)道路路基的變化和隱性災害，使日常管理和維護更加簡單。3.3　測量精度高，測試速度快。在車載工作方式下，測試速度大大提高，當車速達80Km/h時，系統(tǒng)仍能正

5、常工作。3.4　收、發(fā)天線離地面的探測高度可以針對不同的埋地目標進行調(diào)整，以達到最佳的探測能力和探測分辨率：同時還可以調(diào)節(jié)收發(fā)天線之間的距離尋找系統(tǒng)工作的最好效果。3.5　測點密度不受限制，便于點測和普查?！　」ぷ鞣绞降撵`活使得用戶可以連續(xù)普查某一段工程的質(zhì)量,也可隨時對異常區(qū)域進行重點探測和分析。3.6　便于維護與保養(yǎng)。????本系統(tǒng)采用了結構化設計，對于使用不當或其它原因造成的質(zhì)量問題，簡單地更換接插件即可保證雷達的正常工作。3.7　可擴充配置。????通過選擇相應的發(fā)射源和收發(fā)天線，再配上相應的處理軟

6、件，就可以在中、深層探測范圍，如地下管線、地基空洞、鋼筋分布、堤壩密實程度等方面擴大應用。4　地質(zhì)雷達在檢測隧道襯砌質(zhì)量中的應用新建隧道施工中為確保隧道襯砌質(zhì)量，采用傳統(tǒng)“鉆、看”的檢測方法顯然已不能滿足“多斷面、全方位”的檢測要求，業(yè)主和施工單位都在探索采用無損檢測技術有效監(jiān)控和確保隧道襯砌質(zhì)量的新方法。隧道襯砌的質(zhì)量檢測包括1)隧道襯砌厚度，2)隧道襯砌背后未回填的空區(qū)，3)隧道襯砌的密實程度，4)施工時坍方位置及坍方的處理情況。5)有時還可檢測圍巖中地下水向隧道侵入的位置。4.1　工作方法9　　　　　

7、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第　頁　共9頁2004年度現(xiàn)場交流會材料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　地質(zhì)雷達測量技術在檢測隧道之前，一般沿隧道拱頂、左拱腰和右拱腰，以及左邊墻和右邊墻做5條測線。對于特殊的檢測位置要特殊布線方能達到檢測結果的精度。布線時還要注意周圍的詳細情況，應該遠離地面噪聲源，剖面線必須能提供測區(qū)內(nèi)充分的細節(jié)，并使工作量最小。在實際測量時根據(jù)所需達到的精度選擇天線的頻率。頻率高的天線發(fā)射的雷達波主頻高，分辨率高，但穿透距離小；頻率

8、低的天線發(fā)射的雷達波主頻低、分辨率低，但是穿透深度大。若選用450～500MHZ的工作天線，它的波長為20～30CM，檢測襯砌厚度有足夠的分辨率，并可達到2cm左右的精度，可探測約2.5m深。雷達檢測時，需將發(fā)射和接收天線與隧道襯砌表面密貼（見圖2、圖3），沿測線滑動，由雷達儀主機高速發(fā)射雷達脈沖，同時進行快速連續(xù)采集。為此，需使用工作臺架，便于將天線舉起密貼于襯砌。為保持工效，天線沿測線以5km/h左右的速度勻