地質雷達在工程質量檢測中的應用

馮　寅（四川中水成勘院工程勘察有限責任公司，四川　成都　610072）

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地質雷達在工程質量檢測中的應用

馮寅（四川中水成勘院工程勘察有限責任公司，四川成都610072）

如何在進行工程質量檢測時盡量降低對受檢體的損害，一直是工程質量檢測所追求的目標。本文在介紹地質雷達方法的優勢后，舉例一工程實例介紹其實際應用效果，最終，得出地質雷達在查明混凝土襯砌內第一層鋼筋數量的工程質量檢測中具有很好的工程檢測應用效果，是類似工程質量檢測中值得推廣的一種無損檢測方法。

地質雷達法；混凝土；鋼筋數量

1　前言

目前，在查明混凝土襯砌內第一層鋼筋數量方面的檢測方法有開孔或開槽檢測和無損檢測。其中開孔或開槽檢測屬于傳統檢測方法，不僅效率低，代表性差，偶然性大，而且破壞了襯砌的整體性；無損檢測法是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質和數量等信息，進而判定被檢對象所處技術狀態的所有技術手段的總稱。它不僅效率高，代表性強，而且對檢測對象無損害，是工程質量檢測所追求的目標。本文介紹無損檢測法中的地質雷達檢測方法在查明混凝土襯砌內第一層鋼筋數量方面的應用效果。

2　地質雷達測試方法與技術

2.1地質雷達優點

探地雷達（Ground Penetrating Radar，簡稱GPR）是利用無線電波來確定地下介質分布的一種方法。它是利用高頻電磁波的反射來探測目標體，根據接收到的反射波的旅行時間、幅度與波形資料，推斷地下介質的結構與分布。

探地雷達技術具有幾個突出的優點：

（1）是一種非破壞性的地球物理探測技術，可以安全的應用于城市和在建的工程現場以及河流、水庫的堤防；

（2）適應性和抗干擾能力強，可以在各種噪音環境下工作；

（3）與地震勘探有相通之處，地震方法中的許多成熟技術可以在雷達中應用；

（4）具有工程地質勘測方面較為滿意的探測深度，配備低頻天線，一般的地下地質條件下探測深度約為 30～50m，比較適宜的條件下可達近百米，淺層分辨率一般可達厘米級；

（5）自動化程度高，微機全程控制資料的采集、記錄、處理和顯示，可以實現實時處理；

（6）一般1～2人即可操作，可單點測量，也可連續測量，效率高、成本低。

2　工作原理及基本組成［1］

地質雷達是高頻電磁波以寬頻脈沖的形式，通過發射天線定向送入地下，經過存在電性差異的地下地層或目標體的反射后返回地面，由接收天線接收，如圖1所示。脈沖波行程需時：

圖1　地質雷達工作原理及基本組成

3　工程實例

3.1測試情況簡介

本次測試目的是查明B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻襯砌第一層主筋的數量。根據目的要求，采用雷達測試方法，進行工程質量檢測。主要使用的儀器為：SIR-3000雷達主機、900MHz及1500MHz收發一體天線。

3.2測線布置

B洞為城門型，邊墻混凝土內表層鋼筋距離混凝土表面20～30cm，主筋間間距為15cm，表層主筋分布平行于邊墻表面且垂直于洞軸線。本次測線布置為距離B洞底板1.5m平行于洞軸線布置。測線布置示意圖如圖2。

圖2　測線布置示意圖

3.3測試參數的選擇

本次地質雷達測試是采用美國GSSI生產的SIR-3000雷達系統，其主要部件包括：SIR-3000雷達主機、900MHz收發一體天線，如圖3所示。該套雷達系統具有高精度、高分辨率，輕便快速，測試場地要求寬松的特點，可用于水電、公路、鐵路等多領域的探測工作。

圖3　

3.4測試成果分析

對B洞左邊墻測試區測線資料進行處理分析后成果圖見圖4。根據鋼筋與周邊混凝土介電常數的明顯差異，我們從圖4中，分析出B洞左邊墻測試區內的主筋分布數為25根。

圖4　B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻混凝土鋼筋地質雷達圖像

為驗證檢測結果的準確性，最后對檢測區進行了鑿開檢測。該檢查區，鑿開的照片如圖5。從圖5中我們能準確數出檢測區內的主筋數為25根。

圖5　B洞K0+00～K0+2.9段左邊墻凝土開挖主筋實際分布圖

通過雷達檢測結果與鑿開檢測結果的對比，我們發現雷達檢測結果與實際情況完全吻合，測試結果準確、可靠。

4　小結

本次使用雷達檢測方法檢測B洞K0+00～K0+2.9段左邊襯砌墻主筋數量結果與實際情況完全吻合。同時，通過雷達檢測結果與實際情況的對比發現：

雷達檢測方法在檢測距混凝土表面20～30cm，平行間距15cm的鋼筋數量方面，準確可靠，同時具有對被測對象無損害的優點，是在類似工程質量檢測中值得推廣的一種檢測方法。但同時在本工程實例中，也發現地質雷達檢測由于混凝土第一層的鋼筋對電磁波具有很強的吸收作用，致使距第一層40cm的第二層鋼筋反射不明顯，無法準確判斷第二層鋼筋的數量，因此，該方法也存在他的一定局限性，使用前需注意。

［1］羅成果，姚德兀，馮 寅.地質雷達在導流洞鋼筋數量檢測中的應用［J］.勘察科學技術，2012，03：55～56.

［2］楊正剛，黃 易.巖溶壩基巖體質量綜合物探技術檢測應用研究［A］.貴州省巖石力學與工程學會，貴州省巖石力學與工程學會2011年學術年會論文集［C］.貴州省巖石力學與工程學會，2011：7.

［3］姜衛方，萬明浩，謝雄耀，趙永輝，王水強.混凝土體內鋼筋位置檢測實例——高頻地質雷達應用效果［J］.上海地質，1999，01：47～49+54.

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馮 寅（1984-），男，研究生，工程師，主要從事水電站前期勘察物探項目工作。

U456

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2095-2066（2016）14-0046-02

2016-5-1