地質(zhì)雷達在工程質(zhì)量檢測中的應用

馮　寅（四川中水成勘院工程勘察有限責任公司，四川　成都　610072）

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地質(zhì)雷達在工程質(zhì)量檢測中的應用

馮寅（四川中水成勘院工程勘察有限責任公司，四川成都610072）

如何在進行工程質(zhì)量檢測時盡量降低對受檢體的損害，一直是工程質(zhì)量檢測所追求的目標。本文在介紹地質(zhì)雷達方法的優(yōu)勢后，舉例一工程實例介紹其實際應用效果，最終，得出地質(zhì)雷達在查明混凝土襯砌內(nèi)第一層鋼筋數(shù)量的工程質(zhì)量檢測中具有很好的工程檢測應用效果，是類似工程質(zhì)量檢測中值得推廣的一種無損檢測方法。

地質(zhì)雷達法；混凝土；鋼筋數(shù)量

1　前言

目前，在查明混凝土襯砌內(nèi)第一層鋼筋數(shù)量方面的檢測方法有開孔或開槽檢測和無損檢測。其中開孔或開槽檢測屬于傳統(tǒng)檢測方法，不僅效率低，代表性差，偶然性大，而且破壞了襯砌的整體性；無損檢測法是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進而判定被檢對象所處技術狀態(tài)的所有技術手段的總稱。它不僅效率高，代表性強，而且對檢測對象無損害，是工程質(zhì)量檢測所追求的目標。本文介紹無損檢測法中的地質(zhì)雷達檢測方法在查明混凝土襯砌內(nèi)第一層鋼筋數(shù)量方面的應用效果。

2　地質(zhì)雷達測試方法與技術

2.1地質(zhì)雷達優(yōu)點

探地雷達（Ground Penetrating Radar，簡稱GPR）是利用無線電波來確定地下介質(zhì)分布的一種方法。它是利用高頻電磁波的反射來探測目標體，根據(jù)接收到的反射波的旅行時間、幅度與波形資料，推斷地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)與分布。

探地雷達技術具有幾個突出的優(yōu)點：

（1）是一種非破壞性的地球物理探測技術，可以安全的應用于城市和在建的工程現(xiàn)場以及河流、水庫的堤防；

（2）適應性和抗干擾能力強，可以在各種噪音環(huán)境下工作；

（3）與地震勘探有相通之處，地震方法中的許多成熟技術可以在雷達中應用；

（4）具有工程地質(zhì)勘測方面較為滿意的探測深度，配備低頻天線，一般的地下地質(zhì)條件下探測深度約為 30～50m，比較適宜的條件下可達近百米，淺層分辨率一般可達厘米級；

（5）自動化程度高，微機全程控制資料的采集、記錄、處理和顯示，可以實現(xiàn)實時處理；

（6）一般1～2人即可操作，可單點測量，也可連續(xù)測量，效率高、成本低。

2　工作原理及基本組成［1］

地質(zhì)雷達是高頻電磁波以寬頻脈沖的形式，通過發(fā)射天線定向送入地下，經(jīng)過存在電性差異的地下地層或目標體的反射后返回地面，由接收天線接收，如圖1所示。脈沖波行程需時：

圖1　地質(zhì)雷達工作原理及基本組成

3　工程實例

3.1測試情況簡介

本次測試目的是查明B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻襯砌第一層主筋的數(shù)量。根據(jù)目的要求，采用雷達測試方法，進行工程質(zhì)量檢測。主要使用的儀器為：SIR-3000雷達主機、900MHz及1500MHz收發(fā)一體天線。

3.2測線布置

B洞為城門型，邊墻混凝土內(nèi)表層鋼筋距離混凝土表面20～30cm，主筋間間距為15cm，表層主筋分布平行于邊墻表面且垂直于洞軸線。本次測線布置為距離B洞底板1.5m平行于洞軸線布置。測線布置示意圖如圖2。

圖2　測線布置示意圖

3.3測試參數(shù)的選擇

本次地質(zhì)雷達測試是采用美國GSSI生產(chǎn)的SIR-3000雷達系統(tǒng)，其主要部件包括：SIR-3000雷達主機、900MHz收發(fā)一體天線，如圖3所示。該套雷達系統(tǒng)具有高精度、高分辨率，輕便快速，測試場地要求寬松的特點，可用于水電、公路、鐵路等多領域的探測工作。

圖3　

3.4測試成果分析

對B洞左邊墻測試區(qū)測線資料進行處理分析后成果圖見圖4。根據(jù)鋼筋與周邊混凝土介電常數(shù)的明顯差異，我們從圖4中，分析出B洞左邊墻測試區(qū)內(nèi)的主筋分布數(shù)為25根。

圖4　B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻混凝土鋼筋地質(zhì)雷達圖像

為驗證檢測結(jié)果的準確性，最后對檢測區(qū)進行了鑿開檢測。該檢查區(qū)，鑿開的照片如圖5。從圖5中我們能準確數(shù)出檢測區(qū)內(nèi)的主筋數(shù)為25根。

圖5　B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻凝土開挖主筋實際分布圖

通過雷達檢測結(jié)果與鑿開檢測結(jié)果的對比，我們發(fā)現(xiàn)雷達檢測結(jié)果與實際情況完全吻合，測試結(jié)果準確、可靠。

4　小結(jié)

本次使用雷達檢測方法檢測B洞K0+00～K0+2.9段左邊襯砌墻主筋數(shù)量結(jié)果與實際情況完全吻合。同時，通過雷達檢測結(jié)果與實際情況的對比發(fā)現(xiàn)：

雷達檢測方法在檢測距混凝土表面20～30cm，平行間距15cm的鋼筋數(shù)量方面，準確可靠，同時具有對被測對象無損害的優(yōu)點，是在類似工程質(zhì)量檢測中值得推廣的一種檢測方法。但同時在本工程實例中，也發(fā)現(xiàn)地質(zhì)雷達檢測由于混凝土第一層的鋼筋對電磁波具有很強的吸收作用，致使距第一層40cm的第二層鋼筋反射不明顯，無法準確判斷第二層鋼筋的數(shù)量，因此，該方法也存在他的一定局限性，使用前需注意。

［1］羅成果，姚德兀，馮 寅.地質(zhì)雷達在導流洞鋼筋數(shù)量檢測中的應用［J］.勘察科學技術，2012，03：55～56.

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馮 寅（1984-），男，研究生，工程師，主要從事水電站前期勘察物探項目工作。

U456

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2095-2066（2016）14-0046-02

2016-5-1