第３７卷第４期 ・１５８・ ２ ０ ｌ １年２月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＶｏｌＪ ３７ Ｎｏ．４ Ｆｅｂ． ２０ｌｌ 文章编号：１００９—６８２５（２０１１）０４一Ｏ１５８—０２ 地质雷达在高等级公路隧道无损检测中的应用 李建文 摘要：通过分析地质雷达的工作原理及特征参数，结合隧道工程质量检测中的实际经验，从数据采集、处理和解释三方面 入手，对隧道质量无损检测的地质雷达技术进行了总结．解决了隧道管理部｝’１无法全面了解运营隧道衬砌质量的难题。 关键词：地质雷达，隧道，空洞，分界面，不密实 中图分类号：Ｕ４５６．３ 文献标识码：Ａ １ 概述 收天线 距，其中天线中心频率、时窗、采样率、介电常数等参数 地质雷达是一种用于解决浅层工程地质问题的高新物探技 的设定一定要准确。 术。地质雷达可用于高速公路隧道无损检测、基岩探测、堤坝隐 １）天线中心频率。天线中心频率一般按式（１）选定： 患探测、溶洞和裂隙探测、高速公路和机场跑道的地基及质量榆 ｒ： 测、地下埋藏物（金属和非金属管线、墓穴、容器、桩基）探测等。 ｘ ０ （Ｉ）１ 探地雷达已为高等级公路隧道无损检测方面提供ｒ便捷的 其中 为天线中心频率，ＭＨｚ； 为要求的空间分辨率。 条件：１）探地雷达是一种非破坏性的探测技术，可以安全地用于 ２）时窗。时窗一般按式（２）初步选定： ，Ｌ 正在建设中或运营中的隧道的工程现场。：［作场地条件宽松，适 ：１．３ ｆ２） 应性强（对于轻便类的仪器）；２）具有隧道检测中较满意的探测深 Ｕ 度和分辨率。现场直接提供实时剖面记录围，图像清晰直观；３） 其中， 为时窗宽度，ｌＩＳ；ｈ 为最大探测深度，ＩＦｌ。 便携微机控制数字采集、记录、存储和处理 。 ３）采样率。采样率必须满足Ｎｙｑｕｉｓｔ采样定律。一般采样率 ２方法原理及特征参数 为天线中心频率的６倍或更高。 ３．３ 外业工作 １）方法原理。地质雷达是使用甚高频至超高频段的地卜电 测线布置：地质雷达检测采用隧道纵向连续采集法。即在检 磁波反射探测技术。发射天线向衬砌与围岩中定向发射电磁波， 测的隧道衬砌表面布置纵向测线检测时，天线贴在衬砌表面，按 电磁波在传播的路径上当遇到有电性（介电常数和电导率）差异 事先设置检测线进行连续扫描探测。 的界面时即发生反射，从不同深度返回的各个反射波由接收天线 ３．４ 内业工作 和接收器所接收，另外还最先接收到从发射天线经两天线所在介 １）数据处理。地质雷达的数据处理应采用频率域滤波、时间 质的表面传播到接收天线的直达波，并作为系统的时问起始零 点。再根据反射信息特征判别反射目标的性质。 域滤波等技术手段压制干扰波，突出有效反射波。 ２）雷达图像的增强处理。可采用反射回波幅度的变换技术， ２）探测的分辨率问题。探测的分辨率问题是指对多个目的 体的区分或小目的体的判识程度。简言之，这个问题与脉冲频带 多次覆盖叠加技术，增强雷达图像。 的设计有关，即频带越宽、时域脉冲越窄，则在纵向上的分辨率就 ３）资料解释。ａ．反射层的确定。应根据波组的同相性、相似 性和波形特征确定反射层，并与地层建立对应关系。ｂ．时间剖面 越高；反之，就越低。而水平方向的分辨能力主要决定于介质的 吸收特性，介质的吸收越强，目的体中心部位与边缘部位的反射 解释。对时间剖面反射层进行追踪，研究地质结构与构造特征。 能量相对差别也越大，水平方向的分辨能力相对也就较强；反之， ４地质雷达典型异常图形 则弱。 ４．１ 空洞 ３）地质雷达的探测深度。众所周知，大地相当于一个低通滤 空洞示意图见 １。 波器。因此，地质雷达的探测深度主要由中心频率和介质的吸收 特性所决定。资料表明，中心频率２５ ＭＨｚ～５０ ＭＨｚ，探测深度一 般在２０ Ｉｎ～５０ ｍ；中心频率１００ ＭＨｚ一４００ ＭＨｚ时，探测深度一般 在３ ｍ一１０ ｍ；中心频率为１ ０００ ＭＨｚ时，探测深度小于１ ｍ。实 际工作中应根据工作目的选用相应的中心频率。 ３隧道无损检测中的应用 Ｊ 图１隧道支护质量检测——层间脱空 ３．１ 使用仪器的技术指标 ４．２分界面（衬砌界线） 使用的仪器其主要技术指标应符合下列规定：１）天线中心频率 分界面示意图见图２。 序列的选择，低频型宜选１２．５ ＭＨｚ～２００ ＭＨｚ，高频型宜选３Ｏ０ ＭＨｚ～ ４．３ 不密实区 １ １３００ ＭＨｚ以上。２）模／数（Ａ／Ｄ）转换位数不小于１２ ｂｉｔ。 不密实区示意图见图３。 ３．２测量参数选择 ４．４铜拱架及钢筋 测量参数包括中心频率、时窗、采样率、测点点距、发射与接 钢拱架反射波的振幅与方向见图４。 收稿日期：２０１０—１０—１４ 作者简介：李建文（１９７７一），男，太原理工大学在职硕士研究生，工程师，山西省交通科学研究院，山西太原０３０００６ 第３７卷第４期 ２ ０ １ １年２月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖ０１．３７ Ｎｏ．４ Ｆｅｂ． ２０１１ ・１５９・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１１）０４—０１５９—０３ 桥梁工程建设新技术发展趋势研究 魏摘青李伟清 要：从桥梁施工管理软件，桥梁检测、加固及补强等方面着手，就桥梁工程建设新技术发展进行了研究，并从设计与 ￣ｚ：Ａ－面进行了论述，以实现桥梁工程建设管理、设计、施工的经济性和可靠性。 关键词：桥梁工程，新技术，发展趋势 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ａ ０ 引言 质量管理、资源管理、资金管理、采购管理等，是对基层工作流程 在一定程度上实现了数据共享，减轻基层项目管理人员 随着国家经济的飞速发展，我国的交通事业蒸蒸日上，各种 的模拟，重型车辆，尤其是工程用重型运输车的不断出现，使桥梁负荷日 的工作强度。第二阶段的软件具有两个功能：１）分析和预测功 ２）计 趋加重，桥梁的交通运输作用也更加重要，随着桥梁工程建设发 能，满足项目管理业务的要求及中层管理人员的业务需求；包括工期变动分析、成本变动分析、 展起来的新技术也越来越多，如何更好的进行桥梁的管理、施工 算机网络的使用和通讯功能，资源替代分析、不可预见事件分析（如恶劣气候、 和设计，是值得我们思考的问题。在桥梁工程建设技术中发展趋 资源变动分析、汇率变动、市场物价变动、分包商情况变动等），分析各种变动对 势有如下几个方面。 １ 桥梁施工管理软件中新技术的应用 桥梁工程管理系统的研究与开发在世界范围开展了近３０年， 开发了不少先进的桥梁项目管理软件。国外项目管理软件经历 了３个阶段：第一阶段为基本功能阶段，如进度控制、投资控制、 项目可能带来的影响。在分析基础上产生的预测功能主要包括 进度预测、投资预测、资金需求预测等，并有相应的数学模型。第 三阶段是基于因特网的项目管理：一方面使传统的项目管理软件 能在因特网上运行，从而摆脱操作系统、操作地点的限制；另一方 ５结论及建议 地质雷达物探波形异常的推断可靠性较高，能够较真实的反 映隧道病患，隐患定位也很准确，精确度约为７０％。与其他同类 检测方法相比，地质雷达检测方法具有无损、快捷、准确度高、并 图２隧道支护质量检测——分界面 可在较短时间内进行大面积连续检测的高效质量检测方法。通 过对在建及运营高速公路隧道衬砌质量的地质雷达无损检测，为 隧道衬砌的质量现状作出了科学的评价，为隧道病害整治工作提 供了可靠的基础资料，解决了长期以来一直困扰隧道管理部门无 法全面了解运营隧道衬砌质量的难题，取得了较好的社会和经济 效果。 参考文献： 图３隧道支护质量——衬砌内脱空 ［１］ 王惠濂．探地雷达概论——暨专辑序与跋［Ｊ］．地球科学—— 中国地质大学学报，１９９３（３）：２０—２２． ［２］ 李大心．探地雷达方法与应用［Ｍ］．北京：地质出版社， １９９４． ［３］ＪＴＧ／ＴＣ ２２－２００９，公路工程物探规程［ｓ］． ［４］ 李 强．光面爆破技术的成功实施及针对泥岩、砂岩平互层 图４隧道支护质量——钢拱架反射波的振幅与方向 的处治措施［Ｊ］．山西交通科技，２００９（１）：４８－５１． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｙ ｒａｄａｒ ｉｎ ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｈｉｇｈ・ｇｒａｄｅ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ＬＩ Ｊｉａｎ—ｗｅｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｙ ｒａｄａｒ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｅｎ— ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｇｅｏｌｏｇｙ ｒａｄａｒ ｔｅｃｈ－ ｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｆｏｒ ｔｕｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄ ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｄｉｉｃｕｌｆｔｙ ｗｈｉｃｈ ｔｕｎｎｅｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｉｓ ｎｏｔ ａｂｌｅ ｔｏ ｋｎｏｗ ａｂｏｕｔ ｔｕｎｎｅｌ ｌｉｎｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｏｌｏｇｙ ｒａｄａｒ，ｔｕｎｎｅｌ，ｓｈａｌｌｏｗ ｈｏｌｅ，ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｎｏｎ—ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ 收稿日期：２０１０—１０—１１ 作者简介：魏青（１９８７一），男，西南大学工程技术学院硕士研究生，重庆４００７１５ ４００７１５ 李伟清（１９６２一），男，副教授，西南大学工程技术学院，重庆
