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摘要: 本文通过使用地质雷达对武罐高速的麻崖子隧道进行初支质量检测，介绍了地质雷达预报的基本原理, 仪器简介，以及对其图像的关键判读，对于隧道的初支缺陷，采取注浆等补救措施，对确保隧道的施工安全及运营起到了巨大的作用。
关键词: 地质雷达;隧道;初支；质量检测
中图分类号： P225.7}文献标识码：A 文章编号：
1引言
初支质量检测包括：初支的厚度是否合格；初支背后是否密实；背后是否有空洞；当有钢拱架时，拱架间距是否合格。当隧道的初支不达标时，隧道的支护体系实际受力与设计工况明显不同。当厚度不够或拱架间距不达标时，初支的承受能力明显降低。当初支背后有空洞时，支护体系的局部会有应力集中，致使隧道在施工或运营过程中会出现裂缝，错台，渗漏水等问题，严重影响隧道的施工和运营。因此，初支的质量缺陷对于隧道整个寿命是致命的，对于初支的质量检测是十分必要的。
地质雷达具有扫描速度快、重量轻、分辩率高、屏蔽效果好、图像直观、对施工影响小和可跟踪施工全过程等优点,并积累了大量的工程实测数据和图像分析经验,近年来在施工检测中得到了广泛应用。本文主要介绍地质雷达在武罐高速公路隧道施工过程中的初支质量检测中的应用。
2地质雷达法的基本原理
地质雷达（GroundPenetratingRadar ，简称GPR）方法是一种用于探测地下介质分布的广谱（1MHz—1GHz）电磁技术。地质雷达用一个天线发射高频电磁脉冲波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。通过对接收的反射波进行分析就可推断地下地质情况。
探地雷达发射的高频电磁波传播速度主要与介质的介电常数有关。电磁波在某种介质中传播时，遇到不同的界面（如岩体的脱空、充水等）将会产生反射和透射。
3 工程实例
3.1工程概况
麻崖子隧道是甘肃省武都（两水）至罐子沟高速公路是一座地质条件复杂的山岭隧道，属于西秦岭山区，所处高程1430.0米，相对高程790米，最大埋深714米。隧道围岩以炭质片岩为主，夹石英岩，薄层状，中风化，节理裂隙较发育，岩体破碎，整体稳定性较差。纯在高地应力，岩溶岩爆，突水，塌方等不良地质灾害。
3.2 检测方法
预报仪器采用：美国GSSI公司生产的SIR—3000地质雷达，天线中心频率为100MHz，采用的布线方式为:分别沿拱顶，拱肩，拱腰拉线,共拉5条线。检测时，天线贴在初支面上移动，发射天线连续发射脉冲电磁波，在不同的介质面处将产生反射波，接收天线接收反射波并通过主机记录下反射波到达接收天线的时间及录下回波的振幅，相位，频率变化特征。
3.3 检测结果
3.3.1初支厚度的检测
图（1）雷达检测厚度图
如上图所示：由于空气与混泥土，混泥土与岩石的介电常数差异较大，所以必然在不同介质的交接面上必然会反射波，如果仪器好，各种条件比较理想时，在图像会呈现两条线，而2线的距离的就是初支厚度，我们也可以通过两比较突出的波峰或波谷之间距离来确定初支的厚度。
各测点初支厚度雷达检测结果表 表1
由表1可知，本次所检段落内初期支护混凝土厚度合格率84.0%。
3.3.2 初支背后空洞或不密实的检测
圖（1）雷达测试不密实图图（2）雷达测试空洞图
图（3）空洞图 图（4）不密实图
通过地质雷达对麻崖子隧道左线出口Zk62+110～Zk62+000进行了检测工作。
通过专业软件对其处理成图像，在Zk62+080～Zk62+070段发现了明显缺陷，图（1），图（2）是该段所节选的明显缺陷检测图（空洞，不密实）。图（1）和图（2）：当背后有空洞或不密实时，由于空气与混凝土的介电常数差异较大，地质雷达图像中就会表现为衬砌面反射信号增强，如果空洞较大还会出现在界面信号下方产生绕射信号，图中衬砌界面反射信号较强，三振相特征明显。后经凿开确认，该处确实纯在较大空洞如图（3）图（4），后面对该段进行了注浆处理。
4.认识与体会
1）使用地质雷达对隧道进行质量检测，是一种快速而无损的检测方法，对隧道的施工和周围环境的影响小。是一种有非常广阔发展前景的检测方法。
2）在检测过程中，必须要求天线贴紧检测面，避免脱空对检测结果造成不良影响。
3）在检测过程中，必须对其周围的例如台车等金属器件，先搬离所需检测的路线，避免对其产生强反射信号影响检测的准确性。
4）取多次重复测量平均以抑制随机的和有规律的干扰。自动时变增益或抑制增益处理以补偿介质吸收和抑制杂波。
参考文献:
[1] 柴太林, 肖启航, 程筑江. 地质雷达在隧道工程质量检测中的应用. 现代隧道技术, 2008, 增刊 : 485- 488.
[2] 张蓓, 申付全，王复明. 地质雷达在隧道初支背后空洞检测中的应用.路基工程.2008，144(3) .
关键词: 地质雷达;隧道;初支；质量检测
中图分类号： P225.7}文献标识码：A 文章编号：
1引言
初支质量检测包括：初支的厚度是否合格；初支背后是否密实；背后是否有空洞；当有钢拱架时，拱架间距是否合格。当隧道的初支不达标时，隧道的支护体系实际受力与设计工况明显不同。当厚度不够或拱架间距不达标时，初支的承受能力明显降低。当初支背后有空洞时，支护体系的局部会有应力集中，致使隧道在施工或运营过程中会出现裂缝，错台，渗漏水等问题，严重影响隧道的施工和运营。因此，初支的质量缺陷对于隧道整个寿命是致命的，对于初支的质量检测是十分必要的。
地质雷达具有扫描速度快、重量轻、分辩率高、屏蔽效果好、图像直观、对施工影响小和可跟踪施工全过程等优点,并积累了大量的工程实测数据和图像分析经验,近年来在施工检测中得到了广泛应用。本文主要介绍地质雷达在武罐高速公路隧道施工过程中的初支质量检测中的应用。
2地质雷达法的基本原理
地质雷达（GroundPenetratingRadar ，简称GPR）方法是一种用于探测地下介质分布的广谱（1MHz—1GHz）电磁技术。地质雷达用一个天线发射高频电磁脉冲波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。通过对接收的反射波进行分析就可推断地下地质情况。
探地雷达发射的高频电磁波传播速度主要与介质的介电常数有关。电磁波在某种介质中传播时，遇到不同的界面（如岩体的脱空、充水等）将会产生反射和透射。
3 工程实例
3.1工程概况
麻崖子隧道是甘肃省武都（两水）至罐子沟高速公路是一座地质条件复杂的山岭隧道，属于西秦岭山区，所处高程1430.0米，相对高程790米，最大埋深714米。隧道围岩以炭质片岩为主，夹石英岩，薄层状，中风化，节理裂隙较发育，岩体破碎，整体稳定性较差。纯在高地应力，岩溶岩爆，突水，塌方等不良地质灾害。
3.2 检测方法
预报仪器采用：美国GSSI公司生产的SIR—3000地质雷达，天线中心频率为100MHz，采用的布线方式为:分别沿拱顶，拱肩，拱腰拉线,共拉5条线。检测时，天线贴在初支面上移动，发射天线连续发射脉冲电磁波，在不同的介质面处将产生反射波，接收天线接收反射波并通过主机记录下反射波到达接收天线的时间及录下回波的振幅，相位，频率变化特征。
3.3 检测结果
3.3.1初支厚度的检测
图（1）雷达检测厚度图
如上图所示：由于空气与混泥土，混泥土与岩石的介电常数差异较大，所以必然在不同介质的交接面上必然会反射波，如果仪器好，各种条件比较理想时，在图像会呈现两条线，而2线的距离的就是初支厚度，我们也可以通过两比较突出的波峰或波谷之间距离来确定初支的厚度。
各测点初支厚度雷达检测结果表 表1
由表1可知，本次所检段落内初期支护混凝土厚度合格率84.0%。
3.3.2 初支背后空洞或不密实的检测
圖（1）雷达测试不密实图图（2）雷达测试空洞图
图（3）空洞图 图（4）不密实图
通过地质雷达对麻崖子隧道左线出口Zk62+110～Zk62+000进行了检测工作。
通过专业软件对其处理成图像，在Zk62+080～Zk62+070段发现了明显缺陷，图（1），图（2）是该段所节选的明显缺陷检测图（空洞，不密实）。图（1）和图（2）：当背后有空洞或不密实时，由于空气与混凝土的介电常数差异较大，地质雷达图像中就会表现为衬砌面反射信号增强，如果空洞较大还会出现在界面信号下方产生绕射信号，图中衬砌界面反射信号较强，三振相特征明显。后经凿开确认，该处确实纯在较大空洞如图（3）图（4），后面对该段进行了注浆处理。
4.认识与体会
1）使用地质雷达对隧道进行质量检测，是一种快速而无损的检测方法，对隧道的施工和周围环境的影响小。是一种有非常广阔发展前景的检测方法。
2）在检测过程中，必须要求天线贴紧检测面，避免脱空对检测结果造成不良影响。
3）在检测过程中，必须对其周围的例如台车等金属器件，先搬离所需检测的路线，避免对其产生强反射信号影响检测的准确性。
4）取多次重复测量平均以抑制随机的和有规律的干扰。自动时变增益或抑制增益处理以补偿介质吸收和抑制杂波。
参考文献:
[1] 柴太林, 肖启航, 程筑江. 地质雷达在隧道工程质量检测中的应用. 现代隧道技术, 2008, 增刊 : 485- 488.
[2] 张蓓, 申付全，王复明. 地质雷达在隧道初支背后空洞检测中的应用.路基工程.2008，144(3) .