地质雷达无损探测技术在隧道检测中的应用

地质雷达无损探测技术在隧道检测中的应用摘要:隧道检测过程中将地质雷达无损探测技术加以科学应用，这对提高隧道检测工作的开展质量能起到促进作用，技术应用所发挥的探测作用，是按照相应原理落实的，地质雷达无损探测的过程是发射高频电磁波以及接收的过程，然后对信息进行处理分析。本文主要就地质雷达无损探测技术在隧道检测中的应用进行了分析，以供参考。关键词：地质雷达无损探测技术；隧道；检测引言隧道检测工作中为能提高检测的质量效果，这就要求选择无损检测的技术，其中地质雷达无损检测技术应用比较重要，该无损检测技术应用广泛，这对保障隧道检测工作的质量有着积极意义。1地质雷达无损探测技术概述地质雷达法是利用电磁波在相对介电常数不同的介质中传播时速度和反射系数不同的特性，将地层中围岩的变化情况通过波形图反映出来，再由观察者结合现场实况和雷达波形图对前方地质情况做出预报，起到指导施工的作用。地质雷达在数据采集方式和解释方式方面与经典地震勘探技术具有一定相似性，其属性是指反射电磁波经过数学变换，得到的构造学、波动学及统计学特征。相对介电常数作为围岩的一项固有属性，受岩土体的密度、裂隙大小、含水情况等因素影响。密度越小、裂隙越大，则回填土中空气占比越大，回填土中含水量越小，围岩相对介电常数越小，反之，围岩相对介电常数越大。地质雷达只有在探测对象与周围介质之间存在介电常数差异的情况下才能检测出异常，不良地质体一般都会因含水量变化或岩性变化而与周围岩体有明显的电性差异，这是选用地质雷达方法进行超前地质预报工作的前提。相对于费用高、占用施工时间长的超前钻探法和对调查人员要求较高且可能产生漏报的地质调查法，地质雷达法具有无损检测、快速高效、成本较低的优势，可以减小对围岩的扰动和对工期的影响。2地质雷达无损探测技术在隧道检测中的应用2.1技术应用准备保障隧道检测中质量有效控制，这就需要在地质雷达无损探测技术的应用方面做好准备工作，选择合适的仪器设备是比较重要的。选择天线过程中要能和探测目标大小以及深度相结合，频率高的天线探测深度浅，分辨率高，而频率低的天线探测深度深，分辨率低，在进行对隧道检测的时候选择频率500～800MHz天线是比较重要的，衬砌表面做好二次检测的工作，不同频率天线测试深度也有着不同之处，所以在选择一起的时候能和隧道检测工作的需要相适应，提高仪器应用的质量。选择仪器后在测线的布置过程中要注重优化，按照隧道纵向布线，结合要求测线。2.2技术应用要点隧道检测中应用地质雷达无损探测技术要能把握技术的要点，不同的检测部位操作的时候要注重质量有效控制，以下技术应用要点要加强重视。2.2.1支护厚度的检测中应用要点隧道工程检测过程中初期支护的厚度检测是比较重要的，发挥地质雷达无损探测技术的优势，在检测过程中能够从创新的角度出发进行优化设计，天线发射雷达波速度快最先到达接收天线的是空气直达波，稍晚的接收的是表面直达波，最终的是反射波。围岩和混凝土间物性差异直接影响反射波能量，两者间物性差异和反射波能力是正相关的关系，雷达波通过混凝土以及围岩界面反射到地质雷达中反射信号表现图像中，是比较强的振幅以及连续的同相轴，和这一特点相结合，对混凝土厚度进行读取，在地质雷达无损探测技术的应用要点方面加强控制，这对保障支护工作的质量有着积极意义。2.2.2二次衬砌混凝土厚度检测中应用要点隧道检测过程中采用地质雷达无损探测技术进行落实各项举措，这就需要在二次衬砌混凝土厚度的检测方面进行强化，在技术应用的要点控制方面能和实际的操作要求相适应，围岩和一次二次衬砌有着区别，物理性质不同，物质成本不同，所以三者的介电常数不同，衬砌以及围岩方面的的表现比较突出，反射波振幅发生明显增大状况，视频率会大大降低，电磁脉冲各结构层界面发生反射，不同结构层当中电磁脉冲有着不同速度，结合反射时间以及速度，运用相应公式进行计算获得隧道结构层混凝土厚度。电磁脉冲混凝土当中的速度能预知，检测混凝土厚度的时候要确定电磁脉冲在隧道各结构层反射时间，然后结合时间以及速度能计算结构层厚度。如果是一二次衬砌间有缝隙，地质雷达图像上能读取二次衬砌厚度，衬砌混凝土以及喷射混凝土间结合度好，电磁脉冲传播通过两种结构分界面不会发生反射现象，图像当中分界面不会出现不清晰问题。2.2.3注重对脱空区检测要点地质雷达无损探测技术应用中在对脱空区检测的技术应用比较重要，空气和混凝土是截然不同物质，两者间的物性差异比较大，介电常数的差别大，隧道工程施工中衬砌混凝土背后回填密度没有达到要求，围岩和混凝土间存有裂缝，电磁波经过空气以及混凝土界面会有反射信号，如果是脱空区比较大，图像中呈现的围岩界面会比较清晰，会有弧形反射波多次出现，有相同相轴，时间变化下弧形反射波会有增大的趋势。通过对脱空区运用地质雷达无损探测技术进行检测，这对明确脱空区的状况有着积极意义。2.3地质雷达数据处理地质雷达数据处理是雷达数据分析的重要环节。地质雷达检测过程中，受到很多环境因素的干扰。干扰信号降低了雷达信号的信噪比，要从原始数据中提取有用信号，必须对干扰信号进行处理，减少干扰信号产生的假异常，提高检测结果的准确性。常规数据处理流程主要包含以下几个步骤：（1）数据预处理：预处理的主要目的是实现最终数据与实际里程的准确定位，是后续所有工作的基础。预处理工作主要包括数据文件处理、文件距离统一、里程校正等。通过人工标记与检测数据道进行校正，实现数据的空间同步。（2）能量均衡：能量均衡的主要目的是消除道间能量差异及电磁波吸收扩散引起的能量差异，能量均衡工作主要包括振幅增益、道间均衡及道内均衡，通过能量均衡，可以对反射振幅进行恢复，得到地下介质真实反射能量。（3）噪声压制：噪声压制主要目的是压制干扰信号，提高数据信噪比。噪声压制主要分为时间域滤波和频率域滤波。通过设置不同的滤波参数对不同属性噪声进行压制，提高数据信噪比。（4）提高分辨率：提高分辨率的主要目的是提升对目标的分辨能力，主要有2种手段，反褶积是一种滤波方法，通过对子波进行压缩提高垂直分辨率；偏移处理也是一项针对分辨率的技术，主要目的是使绕射波收敛并使反射波归位，提高横向分辨率，最终获得较真实的地下构造图像。结束语保障隧道检测工作的质量，这就需要从创新的角度进行考量，注重检测方法的有效应用，地质雷达无损探测技术的应用比较重要，在技术应用要点的控制方面能按照操作的要求加以落实，保障在检测技术的实践质量，上文中对地质雷达无损探测技术应用准备以及具体的应用要点的控制进行了探究，希望能够对地质雷达无损探测技术实践应用提供相应参考依据，有助于为隧道检测工作的顺利开展提供参考依据。参考文献：[1]杨小波.地质雷达无损探测技术在隧道检测中的应用[J].中华建设,2020(06):130-131.[2]王智博.地质雷达无损探测技术在隧道检测中的应用研究[J].科技与企业,2015(24):151.[3]杨正先.地质雷达无损探测