隧道無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)地質(zhì)雷達(dá)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的數(shù)據(jù)采集和分析探討

王 彪

(銅仁市交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站)

1 隧道無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)

1.1 隧道無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)的內(nèi)容

隧道無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)的內(nèi)容主要有:水腐蝕混凝土輕度檢測(cè)，混凝土襯砌質(zhì)量檢測(cè)、保護(hù)層厚度和長(zhǎng)度的錨點(diǎn)、抗拔、飽滿度檢測(cè)。

1.2 隧道無(wú)損檢測(cè)方法

(1)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)內(nèi)容、方法的確定

隧道混凝土的襯砌質(zhì)量檢測(cè)都包括:①隧道襯砌的背后未回填空區(qū)，隧道襯砌厚度、襯砌管片較大的自由兩層的復(fù)合式襯砌，②在施工地點(diǎn)，山體滑坡和崩塌，③襯砌混凝土的強(qiáng)度。經(jīng)常采用瑞利面波法、電阻率法等來(lái)檢測(cè)前面的①②項(xiàng)，有時(shí)還可以檢測(cè)周圍巖層中地下水的位置和向隧道侵入的位置，近年廣泛的應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)混凝土質(zhì)量，檢測(cè)混凝土襯砌質(zhì)量。

(2)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)儀器的選定:根據(jù)所需要檢測(cè)的天線選擇的頻率的深度，厚度李寧千萬(wàn)瓦的天線測(cè)試厚度的天線選擇。

(3)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)步驟。

測(cè)線布置:隧道橫向檢測(cè):隧道特征是有剖面線，每50 m 的地方有一條，并檢測(cè)該線;隧道豎向檢測(cè):此外在隧道拱軸向安排的5 條線中，分別是拱頂、左拱腰和右龔腰、左壁以及右壁。需檢測(cè)其中三條線。

介質(zhì)參數(shù)標(biāo)定:校準(zhǔn)要求到校準(zhǔn)，檢測(cè)前要先進(jìn)性現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，對(duì)先檢測(cè)的襯砌的介電常數(shù)或電磁波速，且沒(méi)座隧道應(yīng)不少于1，頻率測(cè)量，每處不少于3 次，對(duì)于隧道小于3 km的隧道長(zhǎng)度，取一處進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的次數(shù)應(yīng)不少于三次，平均為電磁波在隧道或介電常數(shù)。當(dāng)隧道大于3 km 時(shí)，和襯砌材料含水量變化較大時(shí)，要適當(dāng)?shù)卦黾有?zhǔn)點(diǎn)。厚度是已知的，校準(zhǔn)靶體的厚度一般不少于15 cm。標(biāo)定的方法，以衡量隧道的相同部分和其他柸與已知的厚度或材料;使用雙天線直達(dá)波的孔或者避難洞進(jìn)行測(cè)量;鉆孔實(shí)測(cè)。(注意:標(biāo)定的記錄中界面的反射信號(hào)應(yīng)準(zhǔn)確，清晰。)

工作步驟:工作平臺(tái)的生產(chǎn)，在鐵路平板車上或卡車的車廂上用鋼架和木材店做的工作平臺(tái);檢查設(shè)備，使之均是正常狀態(tài);檢測(cè):在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，以確保精確的位置，應(yīng)標(biāo)記上里程，在隧道上每5 m 或10 m 做一標(biāo)記，將發(fā)射和接收天線與隧道表面緊密貼合在一起，由主機(jī)發(fā)射雷達(dá)探測(cè)器的雷達(dá)脈沖，然后連續(xù)快速采集。有專業(yè)人員在輸入信號(hào)的儀器由雷達(dá)記錄在或里程標(biāo)記。并注明里程。

2 地質(zhì)雷達(dá)

(1)地質(zhì)雷達(dá)的工程應(yīng)用程序及其基本原理。

(2)對(duì)襯砌雷達(dá)圖像提取特征，能發(fā)現(xiàn)襯砌的異常，并且方便找到襯砌邊界線。

(3)根據(jù)現(xiàn)階段地質(zhì)雷達(dá)分析雜波抑制的效果。

(4)使用固定濾波器將小波和有機(jī)結(jié)合、去噪的自適應(yīng)方法，以取得理想效果。

(5)在處理數(shù)據(jù)時(shí)，把地質(zhì)雷達(dá)直播能量大的特點(diǎn)自適應(yīng)引入其中，有很好的去噪效果。

地質(zhì)雷達(dá)是一種在道路中廣泛應(yīng)用于道路使用利用次表面的不連續(xù)性的特質(zhì)檢測(cè)工具來(lái)檢測(cè)地下目標(biāo)無(wú)損，具有探測(cè)過(guò)程連續(xù)、分辨率高、探測(cè)速度快、方便靈活、不損壞探測(cè)目標(biāo)等特點(diǎn)，隨著我國(guó)公路的快速發(fā)展，地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，對(duì)地質(zhì)雷達(dá)的研究也就越來(lái)越多，地質(zhì)雷達(dá)與探空雷達(dá)相似，在介質(zhì)電磁性質(zhì)不同的界面，電磁波的反射，在寬頻短脈沖的形式發(fā)射天線，從而導(dǎo)致接收天線所接收，根據(jù)電磁波的傳播在時(shí)間空間上的性質(zhì)，為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測(cè)地下物理性質(zhì)、規(guī)模和空間位置的目的。根據(jù)平均速度和反射信號(hào)的反射物體到達(dá)的時(shí)間，這樣就可以大致算出探測(cè)目標(biāo)的距離。

事實(shí)上，利用雷達(dá)進(jìn)行道路工程建設(shè)時(shí)，路面的介質(zhì)是由多種成分組成的(如不密實(shí)區(qū)、空洞、材質(zhì)不同時(shí))，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其含水率、孔隙度、溫度等多種因素的影響所以這些物質(zhì)的電磁性質(zhì)既取決于物質(zhì)組成成分的物理性質(zhì)。發(fā)生反射，通過(guò)電磁波處理中，振幅、頻率、波的到達(dá)時(shí)間和空間位置，則該參數(shù)推斷姐肢體電，結(jié)構(gòu)及幾何形態(tài)。因此使用的固定濾波器去噪分析是不合理的，當(dāng)介質(zhì)不均勻變化時(shí)，在不均勻顆粒表面電磁波會(huì)產(chǎn)生繞射和電磁散射，使雷達(dá)波在傳播特性發(fā)生畸變，出現(xiàn)“噪聲”。

小波分析是一種廣泛運(yùn)用于信號(hào)處理、量子場(chǎng)論、圖像處理、地震，分形以及一個(gè)新的在數(shù)字電視領(lǐng)域的技術(shù)，信號(hào)分析中的頻率域和時(shí)間域信號(hào)具有良好符號(hào)的本地功能與多層邊分析功能的能力，已經(jīng)在地質(zhì)雷達(dá)和地質(zhì)物理等相似的領(lǐng)域有成功的運(yùn)用。

3 結(jié) 語(yǔ)

地質(zhì)雷達(dá)作為一種高效、先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)方法，與發(fā)展的道路工程，在我國(guó)已廣泛應(yīng)用，真實(shí)的快速的找出隱通道存在的隱患，反映出襯砌、圍巖及其之間的缺陷和空缺，可以作為現(xiàn)在道路工程質(zhì)量檢測(cè)儀器，但是由于我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間還不長(zhǎng)，其探測(cè)精度存在著誤差，這些都是本身存在的問(wèn)題，有待完善。

［1］丁凱.地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隱蔽工程質(zhì)檢評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究［J］2007，(4).

［2］劉恒.路用探地雷達(dá)在道路工程中的應(yīng)用研究［J］.2002，(9).