地質雷達在鐵路隧道襯砌質量檢測中的應用

劉艷軍

【摘 要】在進行地鐵隧道施工的過程中，要想大幅度提升相應的襯砌質量，地質雷達的應用是尤為重要的。尤其是在我國現代城市交通事業的建設過程中，一定要注重對行車安全的考慮，這是對相關使用者人身健康的重要保證。

【Abstract】In the process of subway tunnel construction， the application of geological radar is particularly important for greatly improving the lining quality. Especially in the process of the construction of modern urban traffic in China， we must pay attention to the consideration of driving safety， which is an important guarantee for the personal health of the relevant users.

【關鍵詞】地質雷達;鐵路隧道;襯砌質量;地質檢測

【Keywords】 geological radar; subway tunnel; lining quality; geological detection

【中圖分類號】U25? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）04-0162-02

1 引言

現如今，我國作為一個正處于社會主義現代化改革開放進程中的發展中國家，整體的綜合實力在不斷進步，已經能夠和世界上一些發達國家媲美，在一些市政基礎設施的建設中也獲得了一定的成績。鐵路作為我國交通運輸行業中最為重要和關鍵的一種交通方式，其建設過程較為艱辛，需要進行隧道的挖掘，這就造成了極大的安全隱患，因此加強地質雷達在鐵路隧道襯砌質量檢測中的應用尤為關鍵。

2 地質雷達在鐵路隧道襯砌質量檢測中應用的意義

隨著我國科學技術水平和經濟水平的發展進步，對我國的工程質量提升也作出了關鍵的推動作用。現階段在大部分的交通工程建設過程中，都會涉及對地理信息的統計、地下障礙物的排除以及相關建設項目的質量提升，但是相關的科學技術和手段還不夠完善，對于鐵路隧道襯砌質量的檢測還存在著較多的不足和影響。而地質雷達作為一種新型的、科技性比較強而且優勢特點較多的檢測設備，能夠將鐵路隧道襯砌工程中所存在的地下障礙物及時檢測出來，對一些質量穩定性不強的區域進行探索，從而有效地幫助了工作人員發現安全隱患存在的問題，并加以經驗和手法對實際的鐵路隧道襯砌質量檢測工作效果做出了一定程度上的提升和促進。而且對于施工安全的保障來說也具有一定的關鍵意義。因此，地質雷達在鐵路隧道襯砌質量檢測中的應用對于我國大部分的鐵路建設工作來說都產生了推動作用，而且也在長期的演變過程中得到了工程界的青睞和重視。

3 地質雷達概念解析

3.1 概念解析

地質雷達是我國現階段一種最為先進的電磁波勘探技術[1]，該種技術的應用比較廣泛，而且已經在較多的社會基礎建設過程中得到了良好的應用。長此以往，相關領域的專家已經總結出了地質雷達的優秀特性，例如對于外部環境所產生的電流干擾、電磁干擾以及其他的一些環境干擾要素都起到了一定程度上的庇護和抗干擾作用。而且對于鐵路隧道內部的一些構件來說，地質雷達也不會對探測對象造成相應的破壞。整個測量過程中會比較簡單易操作，最終所能夠得到的測量數據和結果也很清楚、直觀，容易被從業者了解和分析。總的來說，地質雷達在鐵路隧道襯砌質量檢測的過程中具有較多優勢，對于盡可能地提升相關檢測工作的工作效率也做出了巨大的貢獻。因此，地質雷達在對于鐵路建設過程中的隧道項目而言會對相關的工程質量做好提升工作，將已經出現的或者可能會存在的安全隱患進行及時的解決，從而進一步為鐵路的運營創造良好條件。

3.2 基本原理

地質雷達方法是一種用于確定地下介質分布的廣譜電磁波技術，在其進行實際工作的過程中，主要需要兩根天線來進行信號的獲取、傳輸和分析。這其中的一根天線用于向地下發射無載波電磁脈沖，另一端的天線則被用于接受從地下不同介質中經過界面反射所傳遞回來的電磁波[2]。在這一過程中，電磁波作為主要的地質傳播信號，會在經過相關介質的時候使得介質發生不同于本身的變化，而且相應的傳播路徑、電磁場的強度情況以及電磁波的波形都會隨著所需要通過介質的電性以及目標體幾何形態的不同而發生相應的變化。然后另一端的天線和介質又會根據已經進行過一半處理之后的、被再一次反射回來的信息進行接收和處理，從而更好地幫助工程隊來探測鐵路隧道襯砌質量建設提升過程中的地下層結構特征和埋藏的目標體。需要注意的是，在地質雷達方法應用的過程中，一般來說，電磁波通常都被近似地看作是一種比較均勻傳播的平面波形，其傳播速度在高阻斷介中取決于媒質的相對常數Er，也就是V=C/（Er）1/2，這其中，C的取值一般都被控制為0.3m/ns，而Er作為媒質的相對介電常數，需要根據不同媒介的特征有一個確定的數值供計算者選擇。其次還需要知道電磁波在遇到不同媒質界面時的反射系數，相應的計算方式如下：R=[（E1）1/2-（E2）1/2]/ [（E1）1/2+（E2）1/2]。從這一點就能夠看出，電磁波的反射系數取決于界面兩邊媒質的相對介電常數的差異，差異越大，反射系數也越大。由于地質雷達在進行鐵路隧道襯砌質量檢測過程中會利用到的煤質類型較為多樣，這其中以混凝土、鋼筋、空氣、水體、巖石最為常見，而這幾種物質的媒質差異性也比較顯著，就會形成比較大的反射現象，使物性的差異成為我們在目前所應用的地質雷達法檢測隧道的一些關鍵環節的必要前提。