探地雷達(dá)在隧道初支背后空洞檢測中的應(yīng)用

陸 鑫

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

1 隧道工程檢測的目的和意義

我們最常見的在巖土介質(zhì)中挖掘建設(shè)的公路隧道，會(huì)受到多方面條件的影響，比如說經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平方面，這些方面的影響也會(huì)間接的影響到工程質(zhì)量。一些工程本身還會(huì)有一些的隱蔽的性質(zhì)，在施工過程中可能還會(huì)產(chǎn)生各種健康狀態(tài)問題，比如說隧道襯砌厚度不足，襯砌模筑混凝土蜂窩或嚴(yán)重離析、空洞或脫空，還有就是在施工過程中的超欠挖，致使的一些開裂現(xiàn)象等，這些認(rèn)為方面的缺陷。因?yàn)橛羞@些缺陷的存在，容易產(chǎn)生很多的病害情況。隧道襯砌是為了承受圍巖、地下水的壓力，防止隧道圍巖的風(fēng)化，所以有時(shí)還要承受化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。這就要求了隧道襯砌施工質(zhì)量是對隧道工程質(zhì)量非常重要的環(huán)節(jié)，必須提起足夠的重視。

因此在隧道的施工過程中對于質(zhì)量控制至關(guān)重要，也是目前應(yīng)該放在首位去解決的問題隧道工程迫切需要解決的問題。一些傳統(tǒng)的成規(guī)的鉆孑L取芯方法會(huì)對隧道的結(jié)構(gòu)造成破壞，而且隨機(jī)性強(qiáng)，缺乏代性。所以通過對無損、快速、直觀的探地雷達(dá)方法的應(yīng)用，可以大大改觀工程質(zhì)量。對實(shí)施方面加以控制，這一項(xiàng)目的進(jìn)行也勢必會(huì)大大提高公路或鐵路隧道的建設(shè)質(zhì)量。

2 探底雷達(dá)檢測應(yīng)用實(shí)例

很多的工程由于施工質(zhì)量控制方面的不健全以及工藝方面的的技術(shù)問題，使得在隧道工程的初支檢測方面的上面，常常會(huì)存在空洞病害的現(xiàn)象。在隧道中這些空洞的產(chǎn)生，會(huì)降低襯砌的承壓能力，也是會(huì)嚴(yán)重影響到隧道方面的穩(wěn)定性。我們在其中如果能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，采取相應(yīng)的措施去改革就可以在我們的建設(shè)中的質(zhì)量進(jìn)行相應(yīng)的加強(qiáng)，確保在正常的營運(yùn)之前，確保在竣工之后隧道能夠安全的使用。我們通過探地雷達(dá)這種高效的技術(shù)，對空洞的圖譜進(jìn)行相應(yīng)的辨識(shí)。我們嘗試了通過空洞模型實(shí)驗(yàn)和隧道空洞實(shí)驗(yàn)，對隧道襯砌的空洞雷達(dá)圖譜進(jìn)行了一系列的研究，研究出圖譜的特征，也方便在之后的工程檢測中提供可靠的科學(xué)依據(jù).。

這次進(jìn)行的簡單的試驗(yàn):運(yùn)用模型和現(xiàn)場試驗(yàn)。我們在模型試驗(yàn)中采用與襯砌實(shí)際相同的混凝土的材料，并且在手動(dòng)制作的混凝土板上去挖出一個(gè)尺寸為35cm×50cm×15cm的空洞。因?yàn)槲臋n不方便就沒有添加圖像在上面了，我們在現(xiàn)場的試驗(yàn)規(guī)定了固定的環(huán)境以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，然后去選定比較準(zhǔn)確和有代表性的階段，在這個(gè)階段里面進(jìn)行優(yōu)化和反復(fù)檢測，鉆孔取芯，之后再去確定空洞的相應(yīng)位置。

還有一種就是通過對空洞的正演模型，得出相應(yīng)的模擬結(jié)果與實(shí)測中空洞雷達(dá)檢測的結(jié)果進(jìn)行對比，反復(fù)的運(yùn)用其去進(jìn)行驗(yàn)證二維時(shí)域有限差分法的可行性。

在實(shí)際的隧道工程中，空洞往往是連續(xù)出現(xiàn)的，在襯砌的背后也是會(huì)出現(xiàn)很多橫向連續(xù)空洞，所以還要去建立另一種思路和模型的檢測，在參數(shù)設(shè)置相同的情況下設(shè)置的模型圖。在這種測試中會(huì)發(fā)現(xiàn)同樣的兩個(gè)反射波峰明顯。通過這些多次反射，得出相應(yīng)的結(jié)果再去與現(xiàn)場的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，最后得出比較理想的效果。

通過模型和工程現(xiàn)場的反復(fù)試驗(yàn)，我們總結(jié)了隧道襯砌空洞探底雷達(dá)的圖譜特征。

(1)我們通過相應(yīng)對比和分析能夠在空洞的檢測中得到雷達(dá)波形圖和正演模擬波形圖譜，實(shí)際結(jié)果和模擬的結(jié)果都是很相似的，因此反映出空洞的特點(diǎn)是比較明顯的，測試的效果也是比較好的。

(2)本次試驗(yàn)的模擬結(jié)果還是比較不錯(cuò)的，我們驗(yàn)證了二維時(shí)域有限差分法在我們的模擬中的實(shí)效性和可行性，也能夠?yàn)槔走_(dá)空洞圖譜的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)找到了相應(yīng)健全的理論依據(jù)和方法，綜合來講是對隧道質(zhì)量檢測工程有很重要的意義的。

3 探底雷達(dá)應(yīng)用的作用

對于現(xiàn)今的工程施工中，會(huì)面臨多方面的問題，探底雷達(dá)作為一種新的應(yīng)用和技術(shù)，可以對隧道空洞進(jìn)行有效的檢測。

探地雷達(dá)這一技術(shù)在我國已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于諸如地質(zhì)勘探、工程、水文和環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域.并且也是國家重點(diǎn)要去發(fā)展的一個(gè)方向，通過數(shù)據(jù)分析和實(shí)際對比，保障隧道工程的質(zhì)量和安全性，是一種運(yùn)用高新技術(shù)的強(qiáng)力保障。我們在之前的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中對與數(shù)據(jù)處理和解釋分析不斷的評(píng)測，完善已經(jīng)作出了相應(yīng)的規(guī)定，那么在之后探地雷達(dá)的應(yīng)用有較為實(shí)效的指導(dǎo)意義，也是對探地雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)一步提升和發(fā)展。

4 結(jié)論

我們通過使用探地雷達(dá)對隧道進(jìn)行襯砌無損檢測，通過檢測可以反映出很多日常觀察不到的問題，比如說襯砌厚度以及測襯砌內(nèi)部的缺陷等。這些都是關(guān)乎工程質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，我們在運(yùn)用探地雷達(dá)在隧道初支背后空洞檢測中的實(shí)際應(yīng)用效果，為工程的全程進(jìn)行可靠的保障，也為工程的實(shí)施提供了有效的科學(xué)依據(jù)。隧道襯砌中存在的一些病害問題也會(huì)在在雷達(dá)上有所反應(yīng)，但是他們的特征不一，所以還要去進(jìn)行具體的評(píng)測。

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