地质雷达在隧道检测中的应用

江苏省交通科学研究院股份有限公司2012年10月地质雷达在隧道检测中的应用交流主要内容•一、隧道质量检测内容概述•二、地质雷达基本原理概述•三、地质雷达现场基本操作•四、地质雷达法隧道超前预报•五、地质雷达法隧道质量检测一、隧道质量检测内容概述一、隧道质量检测内容概述一、隧道质量检测内容概述项目内容方法仪器隧道施工超前地质预报前方地质变化情况、灾害体的分布及性质电磁波法或地震波法地质雷达或TSP隧道结构检测衬砌厚度有损或无损检测电钻或地质雷达衬砌强度超声回弹法、喷大板切割法超声波检测仪、回弹仪支护（衬砌）背后空洞无损检测地质雷达断面尺寸断面轮廓检测隧道激光断面仪锚杆拉拔力、无损锚杆拉拔试验、无损检测锚杆拉拔仪、无损检测仪钢拱架间距尺量法或地质雷达法钢卷尺或地质雷达隧道环境检测照度照度检测照度计噪声噪声检测精密声级计CO浓度CO浓度检测CO浓度检测仪风速风速检测风速计烟雾浓度烟雾浓度检测光透过率仪二、地质雷达基本原理概述二、地质雷达基本原理概述•美国劳雷公司SIR-20型地质雷达主机天线二、地质雷达基本原理概述二、地质雷达基本原理概述•基本原理地质雷达技术是利用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标或地下界面进行扫描，以确定其内部形态和位置的电磁技术。理论基础：高频电磁波理论-----利用高频电磁波以宽频带短脉冲形式由地面通过发射天线送入地下，经地下不连续体或目的体反射后返回地面为接收天线所接收，反射电磁波经过一系列的处理和分析之后可以得到探测介质的有关信息。二、地质雷达基本原理概述天线围岩里程空洞围岩混凝土混凝土雷达图像空洞厚度天线二、地质雷达基本原理概述三、地质雷达法现场基本操作三、地质雷达现场基本操作三、地质雷达现场基本操作三、地质雷达现场基本操作三、地质雷达现场基本操作三、地质雷达现场基本操作三、地质雷达现场基本操作三、地质雷达现场基本操作四、地质雷达法隧道超前预报四、地质雷达法隧道超前预报四、地质雷达法隧道超前预报四、地质雷达法隧道超前预报四、地质雷达法隧道超前预报五、地质雷达法隧道质量检测五、地质雷达法隧道质量检测•1、测线布置五、地质雷达法隧道质量检测•2、介电常数标定⑴标定要求：①检测前必须对衬砌混凝土的介电常数进行现场标定，且每座隧道不少于1处，每处实测不少于3次，取平均值为该隧道的介电常数。当隧道大于3Km、衬砌材料或含水量变化较大时，适当增加标定点数。②标定目标体的厚度一般不小于15cm，且厚度已知；⑵标定方法：①在已知厚度部位或材料与隧道相同的其他预制件上测量；②在洞口明洞或洞内避车洞处使用地质雷达进行测量；五、地质雷达法隧道质量检测⑶标定结果：标定结果按照下式计算：五、地质雷达法隧道质量检测•3、数据处理和分析⑴波形显示设置五、地质雷达法隧道质量检测⑵波形剪切处理五、地质雷达法隧道质量检测⑶文件反转五、地质雷达法隧道质量检测⑷距离归一化五、地质雷达法隧道质量检测⑸滤空气层五、地质雷达法隧道质量检测⑹增益调整五、地质雷达法隧道质量检测⑺FIR滤波•4、检测结果分析初期支护围岩二次衬砌地表五、地质雷达法隧道质量检测五、地质雷达法隧道质量检测消防洞异常预埋管异常强烈的多次反射，异常波形杂乱窄而长的弧形反射，多次但宽度整齐而固定，在表层同相轴错断。反射强烈且形状一致。五、地质雷达法隧道质量检测钢筋(网)异常钢拱架异常本为锐弧形，受钢筋大小及雷达分辨率为清晰的弧形多次反射，的影响，呈现鱼鳞状，反射强。与预埋管异常相似。五、地质雷达法隧道质量检测空洞异常波形：均在同轴向发生强烈发射，且各同轴向均平行。不密实异常波形：在局部范围同轴向发生强烈发射，且各同轴向无规律。五、地质雷达法隧道质量检测二衬钢筋检测波形实例五、地质雷达法隧道质量检测金属锚杆群检测实例五、地质雷达法隧道质量检测衬砌层间空洞检测实例五、地质雷达法隧道质量检测空洞病害处理前后雷达检测对比图象上图中可以清楚地分辨出电磁波在砼和空气两种不同介质中的不同反射特征，从而圈定出衬砌结构内的空洞位置及规模。下图是该处空洞异常经加固处理后的雷达复测结果图象，图中同一位置处理前的空洞异常已经消失，电磁波反射特征单一，表明空洞已被单一砼介质填满（其中的双曲线反射为滞留在衬砌内的注浆金属管）。五、地质雷达法隧道质量检测隧道两层衬砌间脱空实例五、地质雷达法隧道质量检测•5、衬砌厚度计算谢谢！知识回顾KnowledgeReview祝您成功！