地質(zhì)雷達(dá)在公路隧道工程中的應(yīng)用分析

楊濤濤

摘? 要： 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步促使規(guī)模日益擴(kuò)張的高速公路在安全質(zhì)量方面的要求愈發(fā)復(fù)雜，而公路隧道作為現(xiàn)在穿越山地區(qū)域的主要方 式成為了公路工程中的重要部分，公路隧道工程質(zhì)量直接決定整個(gè)運(yùn)行路段的安全性與使用性能。為進(jìn)一步保障公路隧道工程的基本質(zhì)量，通過可靠的 檢測(cè)技術(shù)可以幫助施工單位明確工程中的潛在安全隱患，因此，本文以地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)在公路隧道工程中的應(yīng)用原理與方式進(jìn)行合理分析，期望能提 出有效策略來幫助我國隧道工程項(xiàng)目不斷優(yōu)化提升質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 地質(zhì)雷達(dá);公路隧道工程;應(yīng)用

地質(zhì)雷達(dá)作為現(xiàn)代信息化產(chǎn)物能在短時(shí)間內(nèi)獲取被檢事物的三維信 息，在無損傷、精確度等方面都有著極強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，這種高效率的無損檢 測(cè)技術(shù)尤其能適應(yīng)公路隧道工程的質(zhì)量檢測(cè)工作，其檢測(cè)結(jié)果作為具有高 參考性的數(shù)據(jù)資料能幫助施工單位進(jìn)一步強(qiáng)化公路隧道工程的建設(shè)質(zhì)量。

1 地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)原理

地質(zhì)雷達(dá)是一種利用高頻電磁波技術(shù)探測(cè)地下物體的電子設(shè)備，這種 精密的探測(cè)儀器能幫助檢測(cè)人員確認(rèn)不同介質(zhì)的具體分布情況，地質(zhì)雷達(dá) 所發(fā)射的高頻短脈沖電磁波能在觸碰到具有電性差異的物體后反射相應(yīng)的 數(shù)字信號(hào)，檢測(cè)人員就可以據(jù)此來分析和掌握被檢目標(biāo)的結(jié)構(gòu)與空間位置 等信息資料。應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)時(shí)需要確保被檢目標(biāo)體與周圍的介質(zhì) 存在電性差異，如此才能實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)，所以在一些復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中地 質(zhì)雷達(dá)能更精確地探測(cè)出目標(biāo)體的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，幫助檢測(cè)人員明確目標(biāo) 體結(jié)構(gòu)完整性及其可能存在的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)[1]。

2 公路隧道工程的質(zhì)量控制難點(diǎn)

2.1? 地基質(zhì)量控制

由于公路隧道工程需要打穿山體內(nèi)部進(jìn)行施工建設(shè)，山體內(nèi)部的地質(zhì) 結(jié)構(gòu)與環(huán)境條件顯然相較于平地而言更為復(fù)雜，公路隧道施工團(tuán)隊(duì)不只要 考慮通下部行通道的地基，還要考慮隧道上部地基的穩(wěn)定性，以防地基質(zhì) 量控制不到位而引發(fā)坍塌等安全事故。所以在開展隧道工程項(xiàng)目活動(dòng)前需 要對(duì)山體及其周圍的地質(zhì)地形條件進(jìn)行綜合性調(diào)查和分析，選用更高質(zhì)量 的建設(shè)材料與更合適的地基施工技術(shù)后才能有效提升公路隧道工程的安全 質(zhì)量，穩(wěn)固地基是維護(hù)隧道運(yùn)行秩序的首要條件[2]。

2.2? 地質(zhì)地形條件

公路隧道工程要對(duì)施工路段使用爆破技術(shù)來確保能穿過山體結(jié)構(gòu)，但 爆破技術(shù)同樣也會(huì)對(duì)周邊自然環(huán)境造成地質(zhì)松動(dòng)、結(jié)構(gòu)開裂等嚴(yán)重的破壞 影響，稍有不慎還容易出現(xiàn)路段塌方的安全事故。這是由于使用爆破技術(shù) 時(shí)產(chǎn)生的巨大震動(dòng)影響很容易造成完整地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷，再加之公路隧 道工程周邊都是山地地形，如果強(qiáng)大的震動(dòng)力打破地質(zhì)環(huán)境脆弱的穩(wěn)定結(jié) 構(gòu)，塌方、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害將會(huì)隨之而來。所以，在展開施工活動(dòng)前 就應(yīng)當(dāng)對(duì)公路隧道工程建設(shè)路段的地質(zhì)地形條件進(jìn)行全方位調(diào)查與分析研 究，科學(xué)評(píng)估地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)震動(dòng)沖擊力的承受能力，進(jìn)而在控制范圍內(nèi)采用 爆破技術(shù)以降低破壞影響，確保公路隧道工程可以在安穩(wěn)環(huán)境下順利完成 施工建設(shè)。

2.3? 施工監(jiān)督管理

公路隧道工程的監(jiān)督管理工作同樣是保證基本質(zhì)量與進(jìn)程的重要環(huán) 節(jié)，監(jiān)管工作涵蓋了隧道工程的設(shè)計(jì)方案、施工人員、工藝技術(shù)、器械設(shè) 施、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、安全質(zhì)量檢測(cè)等等內(nèi)容，如果監(jiān)管人員數(shù)量不足或是安全 質(zhì)量意識(shí)與專業(yè)素質(zhì)缺失，將會(huì)給整個(gè)公路隧道工程的安全質(zhì)量埋下較大 的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

3 地質(zhì)雷達(dá)在公路隧道工程中的具體應(yīng)用分析

3.1? 檢測(cè)內(nèi)容

公路隧道工程的檢測(cè)工作需要明確開挖坑道的礃子面與不良地質(zhì)之間 的距離、性質(zhì)等數(shù)據(jù)信息，同時(shí)在較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中還要掌握開挖通 道附近的水文地質(zhì)條件，在完整數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上及時(shí)調(diào)整隧道工程施工 方案與施用技術(shù)，盡可能降低地質(zhì)災(zāi)害和施工安全事故的發(fā)生概率。地質(zhì) 雷達(dá)在公路隧道工程檢測(cè)工作中的應(yīng)用可以幫助檢測(cè)人員提前收集地質(zhì)變 化信息，幫助施工隊(duì)伍避開不良地帶或設(shè)置預(yù)案來保證施工質(zhì)量。正式開 展隧道工程的建設(shè)初期需要噴射水泥混凝土和增設(shè)金屬錨桿以形成支護(hù)結(jié) 構(gòu)，加固巖層能降低坍塌等安全事故的概率，然后再采用襯砌技術(shù)利用混 凝土材料搭建更為穩(wěn)定的受力支護(hù)結(jié)構(gòu)。在這一環(huán)節(jié)中運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)可以對(duì)整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的、高質(zhì)高效的無損檢測(cè)，能很好 地滿足公路隧道工程的復(fù)雜檢測(cè)需求。

3.2? 檢測(cè)流程與應(yīng)用分析

3.2.1? 前期準(zhǔn)備

應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)之前需要合理選用器械設(shè)施并布置好測(cè)線，? 地質(zhì)雷達(dá)設(shè)備要確保能滿足高精度要求且能適應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)整段隧道工程 的需求，在天線的選用上也要注意根據(jù)被測(cè)目標(biāo)體深度確定不同的型號(hào) 規(guī)格，而布置測(cè)線則要沿著公路隧道路段并在順應(yīng)工程要求的情況下進(jìn) 行縱向布線。

3.2.2? 數(shù)據(jù)采集

應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)時(shí)首先要將天線與被測(cè)結(jié)構(gòu)的表層緊密貼合，? 然后再沿著測(cè)線勻速滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)連續(xù)收集數(shù)據(jù)信息，而采集數(shù)據(jù)時(shí)要確保 相關(guān)參數(shù)的設(shè)置符合隧道工程檢測(cè)需求，以免出現(xiàn)成像模糊導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果 可信度低的情況。連續(xù)掃描探測(cè)的方式也需要提前針對(duì)公路隧道工程的具 體建設(shè)情況進(jìn)行合理選用，對(duì)一些結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)時(shí)可以使用透視探測(cè)等方 法。而處理信號(hào)的濾波器通常采用自動(dòng)化方式進(jìn)行操作，必要情況下可以 手動(dòng)介入并適當(dāng)調(diào)整使用高通濾波和低通濾波，利用兩種方式來處理應(yīng)對(duì) 成像不清晰、檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)干擾信號(hào)等問題。另外在使用地質(zhì)雷達(dá)勘探技 術(shù)時(shí)，一些參數(shù)的增益調(diào)節(jié)通常采用手動(dòng)操作，同時(shí)還要注意調(diào)控參數(shù)以 確保直達(dá)波等波段所呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)資料具有較高參考性，保證回波圖的繪 制完整性與可信度。地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)中所有獲取的數(shù)據(jù)資料都要進(jìn)行反 復(fù)核驗(yàn)與校對(duì)，使用濾波分析技術(shù)過濾檢測(cè)結(jié)果中的噪聲信號(hào)以探尋出其 中有用的數(shù)據(jù)信息。

3.2.3? 地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用分析

在分析地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果時(shí)可以借助相關(guān)軟件來處理波形圖并進(jìn)行圖 像解釋，地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)可以檢測(cè)出多種質(zhì)量問題，第一是襯砌結(jié)構(gòu)厚 度的檢測(cè)，由于襯砌結(jié)構(gòu)與其他支護(hù)結(jié)構(gòu)存在不同的介電常數(shù)，再加之地 質(zhì)雷達(dá)的檢測(cè)結(jié)果是通過判斷電性差異所得出的，所以地質(zhì)雷達(dá)設(shè)備所釋 放出的電磁波會(huì)沿著隧道方向來獲取到初襯、二次襯砌、圍巖等不同結(jié)構(gòu) 層的電性數(shù)據(jù)，所得出的反射圖像就可以作為分析襯砌結(jié)構(gòu)厚度的主要參 考資料。第二，應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)也可以判斷混凝土層是否出現(xiàn)結(jié)構(gòu) 不完整等質(zhì)量問題，電磁波在經(jīng)過脫空部位時(shí)會(huì)由于電性差異而反射出明 顯信號(hào)，檢測(cè)人員就可以初步判斷混凝土結(jié)構(gòu)脫空部位的位置與深度;倘 若公路隧道工程中出現(xiàn)了混凝土密度不高或回填不到位等質(zhì)量問題，電磁 波所反射出的信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)雜亂無章等異常問題。第三，地質(zhì)雷達(dá)可以幫 助檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)挖掘不足的問題，地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果中顯示出的反射截面 圖如果出現(xiàn)不平整的情況，則說明混凝土結(jié)構(gòu)的厚度不均勻，很有可能是 由于公路隧道工程在采用光面爆破技術(shù)時(shí)沒有控制好精準(zhǔn)度，這就需要施 工單位重新挖填以確保混凝土結(jié)構(gòu)的厚度基本一致。

4 結(jié)語

總而言之，地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)在公路隧道工程中能充分利用其無損傷、 高效率、連續(xù)不斷等優(yōu)勢(shì)對(duì)其進(jìn)行全方位檢測(cè)，地質(zhì)雷達(dá)的掃描結(jié)果可以幫 助勘探人員提前獲悉地質(zhì)預(yù)報(bào)并發(fā)現(xiàn)隧道工程中的安全隱患，以精確信息資 料來為公路隧道工程的質(zhì)量控制和施工技術(shù)的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚春騰 .地質(zhì)雷達(dá)在隧道工程質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用——以常德至安化（梅 城）高速公路隧道工程為例[J].江西建材，2021（05）：32-33.

[2]王進(jìn).地質(zhì)雷達(dá)在公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020， 47（24）：68-69.