基于意大利RIS探地雷达的隧道探测报告

意大利RIS探地雷达检测报告PAGEPAGE24目录1概述 11.1工程概况 11.2工作内容 12现场探测 12.1仪器设备 12.2探测方法原理 32.3实测剖面 53探查结果与分析 73.1探测结果 73.2资料分析与解释 74结论 9附图一：地质雷达探测剖面图 10

1概述1.1工程概况为了较准确了解XXXX隧道初衬厚度和初衬后方脱空情况，北京建筑工程研究院委托我公司于2007年1月29号，在XXX隧道进口和出口已经完成的隧道进行探地雷达检测。1.2工作内容1.对已开挖的隧道截取代表段（K5+540-K5+600、K3+713-K3+743、K3+500-K3+550）进行雷达检测，确定初衬厚度，钢筋网深度和分布情况。2.对已开挖的隧道截取代表段（K5+540-K5+600、K3+713-K3+743、K3+500-K3+550）进行雷达检测，分析找出初衬背后脱空区域，并确定脱空区域宽度和深度。3.对隧道入口（K3+370）上方挡土墙进行雷达检测，分析定位挡土墙中钢筋网的分布情况。2现场探测2.1仪器设备本次探测采用的是先进的意大利RIS-K2型探地雷达，是目前世界上分辨率最高的雷达；不但有普通的单天线雷达系统，而且包括高精度天线阵。雷达野外工作时可单人操作，windows界面，操作简便；雷达图像分析的自动化程度高，且能够在Acad中自动绘制图形，具有分辨率高、自动化程度高、快速经济等优点。详细参数如下所示：扫描速率：1000扫/秒脉冲重复频率：400KHz，更为高速的脉冲重复频率使数据收集更快时窗：9999nsec采样点数：128-8192叠加数：1-32768分辨率：5皮秒稳步升级至8个数据通道。环境标准：IP65直接通过以太网与笔记本连接，数据传输快速稳定。更加轻巧灵便，整机加电池仅重1.6Kg。轻松实现单人操作，使工作更轻松更方便。配备Li电池，能耗低，一块电池可连续工作14小时以上，免去外出工作携带多块电池的麻烦。博泰克RIS探地雷达系统分为三部分：一.主机二.天线三.后分析软件。后分析处理软件采用的Greswin2等软件。本次检测使用博泰克意大利RIS探地雷达，选择中心频率为600MHz天线对隧道衬砌进行测量，600M天线具有探测深度大，探测精度高的特点，从而从深度和精度两方面满足了检测需要。本次检测设置雷达的扫描速率：1000/秒，重复脉冲频率：400KHZ，A/D转换16bit，采样间隔：1cm，采样点：512，时窗为：40ns，最大探测深度可达2米。图1K2主机2.2探测方法原理探地雷达作为工程物探检测的一项新技术，具有连续、无损、高效和高精度等优点。探地雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成，根据电磁波在有耗介质中的传播特性，探地雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波(几MHz-几GHz)，当其遇到不均匀体(界面)时会反射部分电磁波，其反射系数由介质的相对介电常数决定，通过对雷达主机所接收的反射信号进行处理和图像解译，达到识别隐蔽目标物的目的(见图2)。时距曲线数据采集雷达图时距曲线数据采集雷达图图2探地雷达工作原理示意图电磁波在特定介质中的传播速度V是不变的，因此根据探地雷达记录上的地面反射波与反射波的时间差ΔT，即可据下式算出异常的埋藏深度H：(1)式中，H即为目标层厚度；V是电磁波在地下介质中的传播速度，其大小由下式表示：(2)式中，C是电磁波在大气中的传播速度，约为3×108m/s；ε为相对介电常数，取决于地下各层构成物质的雷达波反射信号的振幅与反射系数成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数r可表示为：(3)式中，ε1、ε2为界面上、下介质的相对介电常数。反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差异越大，反射信号越强。雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和中心频率。导电率越高，穿透深度越小；中心频率越高，穿透深度越小，反之亦然。2.3现场测线雷达测线与隧道里程桩号对应表图4现场测量图片

3资料分析与解释探地雷达数据处理包括预处理（标记和桩号校正，添加标题、标识等）和处理分析，其处理流程如图4所示，其目的在于压制规则和随机干扰，以尽可能高的分辨率在探地雷达图像剖面上显示反射波，突出有用的异常信息（包括电磁波速度，振幅和波形等）来帮助解释。探地雷达所接收的是来自地下不同电性界面的反射波，其正确解释取决于检测参数选择合理、数据处理得当、模拟实验类比和读图经验等因素。

数据处理数据处理各种滤波反褶积偏移各种变换分层处理计算介电常数速度计算参数计算图形分析编辑图形修饰注释输出结果处理效果数据采集数据传输文件编辑文件预处理图4探地雷达数据处理流程图4结论通过探地雷达检测，获得的探测剖面见附录一。具体位置和脱空区域宽度见下表；雷达探测剖面图中红色方块标出的位置即是脱空区域位置。1）1.zon检测方向为：。注：实测分22条测线病害起点(m)病害终点(m)病害深度(m)病害描述第1条测线00.610.51脱空第2条测线00.520.3脱空0.81.40.42脱空3.23.50.32脱空3.43.90.8脱空第3条测线1.01.51.4脱空2.63.20.53脱空3.53.90.3脱空第4条测线2.43.20.29脱空3.64.00.24脱空3.74.20.22脱空560.3脱空6.57.10.32脱空第5条测线00.50.15脱空0.71.60.7脱空44.30.71脱空7.17.70.21脱空第6条测线距测量表面20-35cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。第7条测线00.40.71脱空1.82.20.31脱空2.53.40.19脱空3.84.50.38脱空第9条测线0.150.650.35脱空1.21.70.21脱空2.53.20.31脱空3.64.50.25脱空第10条测线1.92.30.83脱空第11条测线00.50.43脱空1.82.20.3脱空第13条测线第14条测线距测量表面29-48cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。第16条测线距测量表面30-45cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。第16条测线0.31.30.3脱空1.52.30.32脱空第17条测线0.10.80.35脱空3.240.35脱空第18条测线00.80.35脱空1.31.80.42脱空2.12.40.51脱空第19条测线1.72.30.85脱空1.732.40.16脱空第20条测线2.22.81.13脱空第21条测线2.83.40.76脱空第22条测线1.63.11.0脱空0.531.10.5脱空33.60.61脱空2）2.zon检测方向为：注：实测分7条测线L02：距测量表面18-30cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。L03：距测量表面20-30cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。L04：距测量表面17-25cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。L05：距测量表面17-22cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。L06：距测量表面17-30cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。L07：距测量表面20-31cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。3）3.zon检测方向为：注：实测分4条测线病害起点(m)病害终点(m)病害深度(m)病害描述第1条测线距测量表面15-25cm之间均有较大空隙，判定为围岩与初衬之间的空隙。详见附图。第2条测线8.99.80.21脱空15.716.30.24脱空2424.90.21脱空25.5260.16脱空26.727.70.2脱空29.430.40.18脱空29.430.40.75脱空30.631.50.67脱空33.134.20.17脱空33.233.80.84脱空34.935.40.24脱空34.4351.17脱空第3条测线0.20.60.24脱空0.91.50.41脱空2.02.40.25脱空第4条测线33.60.23脱空77.60.21脱空14.415.10.25脱空19.4200.3脱空20.6210.23脱空21.4220.31脱空23.223.60.23脱空28.929.50.27脱空32.532.80.32脱空4）4.zon检测方向为：注：实测分4条测线附录一：探地雷达探测剖面图zon隧道K5+594.9-K5+591.7衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+594.9-K5+591.7，位置为3.2米。此段30cm厚度左右有较明显的分层，为初衬与围岩之间的分界面。隧道K5+605.1-K5+600.2衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+605.1-K5+600.2，位置为4.8米。由于在此里程内存在超挖现象，所以衬砌厚度分布并不均匀，衬砌后面有空洞或片石回填，其雷达波反应十分明显。隧道L10-K1366+480-550衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为DK52+383∽405,位置为xxx米。衬砌厚度最薄处大约有23厘米，最厚处有108厘米，衬砌厚度示意图如上所示。由于在此里程内超挖严重，在衬砌后距测量原点隧道L10-K1366+480-550衬砌缺陷情况隧道L10-K1366+480-550衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为DK52+383∽405,位置为xxx米。衬砌厚度最薄处大约有23厘米，最厚处有108厘米，衬砌厚度示意图如上所示。由于在此里程内超挖严重，在衬砌后距测量原点隧道L10-K1366+480-550衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为DK52+383∽405,位置为xxx米。衬砌厚度最薄处大约有23厘米，最厚处有108厘米，衬砌厚度示意图如上所示。由于在此里程内超挖严重，在衬砌后距测量原点隧道L10-K1366+480-550衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为DK52+383∽405,位置为xxx米。衬砌厚度最薄处大约有23厘米，最厚处有108厘米，衬砌厚度示意图如上所示。由于在此里程内超挖严重，在衬砌后距测量原点隧道L10-K1366+480-550衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为DK52+383∽405,位置为xxx米。衬砌厚度最薄处大约有23厘米，最厚处有108厘米，衬砌厚度示意图如上所示。由于在此里程内超挖严重，在衬砌后距测量原点隧道L10-K1366+480-550衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为DK52+383∽405,位置为xxx米。衬砌厚度最薄处大约有23厘米，最厚处有108厘米，衬砌厚度示意图如上所示。由于在此里程内超挖严重，在衬砌后距测量原点隧道K5+545.5-K5+540.5衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+545.5-K5+540.5，位置为4.5米。图中显示四个钢拱架作支护，隧道K5+549.3-K5+545.5衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+549.3-K5+545.5，位置为4米。此段45cm隧道K5+553.6-K5+549.3衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+553.6-K5+549.3，位置为4米。在距测量表面1米隧道K5+557.9-K5+553.6衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+557.9-K5+553.6，位置为4米。隧道K5+561.5-K5+557.9衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+561.5-K5+557.9，位置为3.4米。隧道K5+566.2-K5+561.5衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+566.2-K5+561.5，位置为4.1米隧道K5+570.1-K5+566.2衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+570.1-K5+566.2，位置为3.8米。由于在此里程内超挖严重，图中23cm到40cm隧道K5+574.3-K5+570.1衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+574.3-K5+570.1，位置为4米。由于在此里程内存在超挖现象，图中23cm到46cm隧道K5+579.7-K5+574.3衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+579.7-K5+574.3，位置为3.8米。由于在此里程内存在超挖现象，图中27cm到47cm隧道K5+583.4-K5+579.7衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+583.4-K5+579.7，位置为3.7米。由于在此里程内存在超挖现象，图中20cm到50cm隧道K5+587.4-K5+583.4衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+587.4-K5+583.4，位置为3.7米。隧道K5+591.7-K5+587.4衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K5+591.7-K5+587.4，位置为3.7米。由于在此里程内存在超挖现象，所以衬砌厚度分布并不均匀，衬砌后面有空洞或片石回填，距测量表面21cm，测线距离1.8米zon隧道K3+740-K3+743左衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K3+713-K3+715.8，位置为2.7米。由于在此里程内存在超挖现象，图中20cm到隧道K3+732.9-K3+738左衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K3+732.9-K3+738，位置为5.1米。由于在此里程内存在超挖现象，图中20cm到34cm隧道K3+716-K3+720左衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K3+716-K3+720，位置为4米。由于在此里程内存在超挖现象，图中20cm到34cm隧道K3+731-K3+738右衬砌缺陷情况本处隧道探测里程为K3+731-K3+738，位置为6.7米。图中距测量表面18cm到30cm隧道K3+72