地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

劉艷軍

【摘 要】在進(jìn)行地鐵隧道施工的過程中，要想大幅度提升相應(yīng)的襯砌質(zhì)量，地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用是尤為重要的。尤其是在我國(guó)現(xiàn)代城市交通事業(yè)的建設(shè)過程中，一定要注重對(duì)行車安全的考慮，這是對(duì)相關(guān)使用者人身健康的重要保證。

【Abstract】In the process of subway tunnel construction， the application of geological radar is particularly important for greatly improving the lining quality. Especially in the process of the construction of modern urban traffic in China， we must pay attention to the consideration of driving safety， which is an important guarantee for the personal health of the relevant users.

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)雷達(dá);鐵路隧道;襯砌質(zhì)量;地質(zhì)檢測(cè)

【Keywords】 geological radar; subway tunnel; lining quality; geological detection

【中圖分類號(hào)】U25? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）04-0162-02

1 引言

現(xiàn)如今，我國(guó)作為一個(gè)正處于社會(huì)主義現(xiàn)代化改革開放進(jìn)程中的發(fā)展中國(guó)家，整體的綜合實(shí)力在不斷進(jìn)步，已經(jīng)能夠和世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家媲美，在一些市政基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中也獲得了一定的成績(jī)。鐵路作為我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)中最為重要和關(guān)鍵的一種交通方式，其建設(shè)過程較為艱辛，需要進(jìn)行隧道的挖掘，這就造成了極大的安全隱患，因此加強(qiáng)地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用尤為關(guān)鍵。

2 地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中應(yīng)用的意義

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展進(jìn)步，對(duì)我國(guó)的工程質(zhì)量提升也作出了關(guān)鍵的推動(dòng)作用。現(xiàn)階段在大部分的交通工程建設(shè)過程中，都會(huì)涉及對(duì)地理信息的統(tǒng)計(jì)、地下障礙物的排除以及相關(guān)建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量提升，但是相關(guān)的科學(xué)技術(shù)和手段還不夠完善，對(duì)于鐵路隧道襯砌質(zhì)量的檢測(cè)還存在著較多的不足和影響。而地質(zhì)雷達(dá)作為一種新型的、科技性比較強(qiáng)而且優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)較多的檢測(cè)設(shè)備，能夠?qū)㈣F路隧道襯砌工程中所存在的地下障礙物及時(shí)檢測(cè)出來，對(duì)一些質(zhì)量穩(wěn)定性不強(qiáng)的區(qū)域進(jìn)行探索，從而有效地幫助了工作人員發(fā)現(xiàn)安全隱患存在的問題，并加以經(jīng)驗(yàn)和手法對(duì)實(shí)際的鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)工作效果做出了一定程度上的提升和促進(jìn)。而且對(duì)于施工安全的保障來說也具有一定的關(guān)鍵意義。因此，地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用對(duì)于我國(guó)大部分的鐵路建設(shè)工作來說都產(chǎn)生了推動(dòng)作用，而且也在長(zhǎng)期的演變過程中得到了工程界的青睞和重視。

3 地質(zhì)雷達(dá)概念解析

3.1 概念解析

地質(zhì)雷達(dá)是我國(guó)現(xiàn)階段一種最為先進(jìn)的電磁波勘探技術(shù)[1]，該種技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，而且已經(jīng)在較多的社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)過程中得到了良好的應(yīng)用。長(zhǎng)此以往，相關(guān)領(lǐng)域的專家已經(jīng)總結(jié)出了地質(zhì)雷達(dá)的優(yōu)秀特性，例如對(duì)于外部環(huán)境所產(chǎn)生的電流干擾、電磁干擾以及其他的一些環(huán)境干擾要素都起到了一定程度上的庇護(hù)和抗干擾作用。而且對(duì)于鐵路隧道內(nèi)部的一些構(gòu)件來說，地質(zhì)雷達(dá)也不會(huì)對(duì)探測(cè)對(duì)象造成相應(yīng)的破壞。整個(gè)測(cè)量過程中會(huì)比較簡(jiǎn)單易操作，最終所能夠得到的測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果也很清楚、直觀，容易被從業(yè)者了解和分析?？偟膩碚f，地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)的過程中具有較多優(yōu)勢(shì)，對(duì)于盡可能地提升相關(guān)檢測(cè)工作的工作效率也做出了巨大的貢獻(xiàn)。因此，地質(zhì)雷達(dá)在對(duì)于鐵路建設(shè)過程中的隧道項(xiàng)目而言會(huì)對(duì)相關(guān)的工程質(zhì)量做好提升工作，將已經(jīng)出現(xiàn)的或者可能會(huì)存在的安全隱患進(jìn)行及時(shí)的解決，從而進(jìn)一步為鐵路的運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造良好條件。

3.2 基本原理

地質(zhì)雷達(dá)方法是一種用于確定地下介質(zhì)分布的廣譜電磁波技術(shù)，在其進(jìn)行實(shí)際工作的過程中，主要需要兩根天線來進(jìn)行信號(hào)的獲取、傳輸和分析。這其中的一根天線用于向地下發(fā)射無載波電磁脈沖，另一端的天線則被用于接受從地下不同介質(zhì)中經(jīng)過界面反射所傳遞回來的電磁波[2]。在這一過程中，電磁波作為主要的地質(zhì)傳播信號(hào)，會(huì)在經(jīng)過相關(guān)介質(zhì)的時(shí)候使得介質(zhì)發(fā)生不同于本身的變化，而且相應(yīng)的傳播路徑、電磁場(chǎng)的強(qiáng)度情況以及電磁波的波形都會(huì)隨著所需要通過介質(zhì)的電性以及目標(biāo)體幾何形態(tài)的不同而發(fā)生相應(yīng)的變化。然后另一端的天線和介質(zhì)又會(huì)根據(jù)已經(jīng)進(jìn)行過一半處理之后的、被再一次反射回來的信息進(jìn)行接收和處理，從而更好地幫助工程隊(duì)來探測(cè)鐵路隧道襯砌質(zhì)量建設(shè)提升過程中的地下層結(jié)構(gòu)特征和埋藏的目標(biāo)體。需要注意的是，在地質(zhì)雷達(dá)方法應(yīng)用的過程中，一般來說，電磁波通常都被近似地看作是一種比較均勻傳播的平面波形，其傳播速度在高阻斷介中取決于媒質(zhì)的相對(duì)常數(shù)Er，也就是V=C/（Er）1/2，這其中，C的取值一般都被控制為0.3m/ns，而Er作為媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，需要根據(jù)不同媒介的特征有一個(gè)確定的數(shù)值供計(jì)算者選擇。其次還需要知道電磁波在遇到不同媒質(zhì)界面時(shí)的反射系數(shù)，相應(yīng)的計(jì)算方式如下：R=[（E1）1/2-（E2）1/2]/ [（E1）1/2+（E2）1/2]。從這一點(diǎn)就能夠看出，電磁波的反射系數(shù)取決于界面兩邊媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)的差異，差異越大，反射系數(shù)也越大。由于地質(zhì)雷達(dá)在進(jìn)行鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)過程中會(huì)利用到的煤質(zhì)類型較為多樣，這其中以混凝土、鋼筋、空氣、水體、巖石最為常見，而這幾種物質(zhì)的媒質(zhì)差異性也比較顯著，就會(huì)形成比較大的反射現(xiàn)象，使物性的差異成為我們?cè)谀壳八鶓?yīng)用的地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)隧道的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的必要前提。