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摘 要：本文首先阐述了地质雷达的技术基础，接着分析了雷达参数的采集与选取，最后对地质雷达检测技术在公路检测中的应用进行了探讨。
关键词：地质雷达;公路工程;验收检测
引言
迄今为止，地质雷达是最先进的、唯一能實现连续测量的工程物探仪器。它可以向介质发送超高频短脉冲波，允许用户在短时间内获得探测范围内的三维信息。地质雷达具有快速、无损、连续探测、精度高、采样点密度高、工作效率高等特点。目前，它在我国隧道检测中得到了广泛的应用，取得了非常理想的应用效果。
1 地质雷达的技术基础
地质雷达主要利用天线向被测对象发送脉冲电磁波，接收天线接收不同物理性质界面反射的电磁波，实现勘探。在测量过程中，探地雷达收发天线应与衬面紧密结合，雷达应通过天线发射到衬面。在传输过程中，雷达与钢拱、钢筋、混凝土与空气界面、岩石裂缝等发生反应，并接收接收天线的反射波，检测反射波的入射和反射。为了计算反射波的传播距离，得到了天线与反射面之间的距离。
2 雷达参数的采集与选取
以瑞典RAC/GPR地质雷达系统为例，根据隧道衬砌质量检测要求，选择了600MHz天线。该天线属于中高频天线，能满足探测分辨率和深度的要求。主要测试1.5米范围内的信息，包括衬里的后部清空、钢拱的分布以及密集区域的回填。
2.1 波速的选取
对于探地雷达（GPR）的电磁波速，主要有三种选择方法：一是测量同一材料预制件的厚度;二是用双天线直达波测量避车或避车孔的位置。方法;第三，测量钻孔;计算第一种方法时，使用现有方法测量电磁波的速度。测量厚度是根据电磁波的实际厚度和雷达反射来计算的。无需估算混凝土的介电常数。
2.2 时窗的选取
在时窗选取方面，主要与地层电磁波传播速度和最大探测深度相关，在选取时时窗大小可为电磁波波速与最大探测深度之比的 2 倍，为了符合被测体深度与地层速度，可适当增加 30%。
2.3 测线的布置
结合隧道实际情况和工程目标，采用“人工手持天线+装载机上安装检测支架”的方式进行检测。在检测过程中，通常在隧道左、右拱腰和拱顶位置沿与隧道轴线一致的方向设置一条线，在左、右侧墙的所有位置设置侧墙雷达线，以检测质量。混凝土的空隙状态，共分为五行。通过对纵向布线的连续测量，以隧道进出口为基准点。红色喷漆用于每隔10米标明隧道的距离。检查人员使用装载机提升的天线使其完全适合衬里表面。为保证扫描速度不低于40车道/秒，应严格控制装载机的速度，沿探测隧道以3-5公里/小时的速度采集探地雷达相关数据。
3 地质雷达检测技术在公路检测中的应用
3.1 地质雷达资料处理
在原有雷达探测数据不变的前提下，很难对隧道衬砌状态进行检测。只有利用相应的地质雷达软件对数据进行科学处理，才能提高探测结果的准确性。
3.2 地质雷达检测的应用
3.2.1 初期支护厚度检测
通常，雷达波通过天线传输后，首先进入空气直达波，然后接触地面直达波，最后接触混凝土反射波。反射波能量与混凝土物理性质存在差异，物理性质与反射波能量呈正比例关系。差别越大，波能就越明显。混凝土反射信号是地质雷达图像中振幅大、相位轴连续性强的波。从波形上可以看出，喷射混凝土与围岩之间存在两个层次，主要体现在二者的物理差异上。
3.2.2 二次衬砌混凝土厚度检测
在物质成分、物理性质等方面，二次衬砌与初期支护间存在一定区别，主要体现在介电常数方面，在衬砌与围岩的中间位置，电磁波进入混凝土后与围岩发生接触，此时反射波的振幅不断增加，分辨率随之降低。
3.2.3 钢拱架分布的检测
电磁波能量通过波的形式进行传播，衬砌结构中的钢支撑为良性导体，当电磁波借助介质与导体表面相接触后，在强大电磁差异的作用下，势必会出现反射情况。根据电磁波理论，金属材料与电磁波间的反射力极大，当混凝土与钢筋混合后，很容易出现较强连续性的反射信号;当混凝土与钢拱结合后，也会产生强烈的月牙形反射信号，且每个钢拱都有对应的反应信号，通过将钢筋数量、钢拱数量相加，便可计算出钢拱架与设计要求充分满足。
3.2.4 脱空区的检测
当衬砌混凝土与围岩间存在缝隙、背后回填不够紧密时，将会有大量空气进入其中，与混凝土介电常数产生较大差别，进而产生强烈的反射信号。当脱空区域较大时，围岩界面十分清楚，在地质雷达剖面图中主要体现为混凝土结构层的下方存在大量的反射波形，并多为弧形，与相邻道间存在错位现象，且能量较强。同时，也可以电磁波为依据，根据电磁波的介电常数、洞内走时等地脱空大小进行计算，进而得出脱空范围。
3.3 应用结果与讨论
在新奥法隧道施工中，隧道衬砌是主要的承重结构，施工质量检测是非常重要的。利用探地雷达完成探测工作，具有非常理想的应用效果。在探地雷达的质量检测过程中，需要选择合理的频率天线。在实际测量中，电磁波的接触具有一定的离散性，电磁波在传输过程中受到外界环境因素的影响，不可避免地影响测量结果的准确性。在后续研究中需要进一步完善。
4 结束语
通过检测实例结果可知，地质雷达技术的应用可准确和高效地对初期支护厚度、二次衬砌混凝土厚度、钢拱架分布、脱空区的质量情况进行检测，为工程验收提供了充足的资料支持，促进了公路工程质量的提升。
参考文献
[1]查庆，朱梅林，王伟.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].北方交通.2015（01）
[2]狄建英.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].绿色环保建材.2017（12）
[3]谭春森.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].江西建材.2017（01）
[4]景红云.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].居舍.2018（30）
[5]汪帆，王琼.地质雷达检测技术在公路工程检测中的运用[J].黑龙江交通科技.2016（11）
[6]达明.试析地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].甘肃科技.2017（05）
关键词：地质雷达;公路工程;验收检测
引言
迄今为止，地质雷达是最先进的、唯一能實现连续测量的工程物探仪器。它可以向介质发送超高频短脉冲波，允许用户在短时间内获得探测范围内的三维信息。地质雷达具有快速、无损、连续探测、精度高、采样点密度高、工作效率高等特点。目前，它在我国隧道检测中得到了广泛的应用，取得了非常理想的应用效果。
1 地质雷达的技术基础
地质雷达主要利用天线向被测对象发送脉冲电磁波，接收天线接收不同物理性质界面反射的电磁波，实现勘探。在测量过程中，探地雷达收发天线应与衬面紧密结合，雷达应通过天线发射到衬面。在传输过程中，雷达与钢拱、钢筋、混凝土与空气界面、岩石裂缝等发生反应，并接收接收天线的反射波，检测反射波的入射和反射。为了计算反射波的传播距离，得到了天线与反射面之间的距离。
2 雷达参数的采集与选取
以瑞典RAC/GPR地质雷达系统为例，根据隧道衬砌质量检测要求，选择了600MHz天线。该天线属于中高频天线，能满足探测分辨率和深度的要求。主要测试1.5米范围内的信息，包括衬里的后部清空、钢拱的分布以及密集区域的回填。
2.1 波速的选取
对于探地雷达（GPR）的电磁波速，主要有三种选择方法：一是测量同一材料预制件的厚度;二是用双天线直达波测量避车或避车孔的位置。方法;第三，测量钻孔;计算第一种方法时，使用现有方法测量电磁波的速度。测量厚度是根据电磁波的实际厚度和雷达反射来计算的。无需估算混凝土的介电常数。
2.2 时窗的选取
在时窗选取方面，主要与地层电磁波传播速度和最大探测深度相关，在选取时时窗大小可为电磁波波速与最大探测深度之比的 2 倍，为了符合被测体深度与地层速度，可适当增加 30%。
2.3 测线的布置
结合隧道实际情况和工程目标，采用“人工手持天线+装载机上安装检测支架”的方式进行检测。在检测过程中，通常在隧道左、右拱腰和拱顶位置沿与隧道轴线一致的方向设置一条线，在左、右侧墙的所有位置设置侧墙雷达线，以检测质量。混凝土的空隙状态，共分为五行。通过对纵向布线的连续测量，以隧道进出口为基准点。红色喷漆用于每隔10米标明隧道的距离。检查人员使用装载机提升的天线使其完全适合衬里表面。为保证扫描速度不低于40车道/秒，应严格控制装载机的速度，沿探测隧道以3-5公里/小时的速度采集探地雷达相关数据。
3 地质雷达检测技术在公路检测中的应用
3.1 地质雷达资料处理
在原有雷达探测数据不变的前提下，很难对隧道衬砌状态进行检测。只有利用相应的地质雷达软件对数据进行科学处理，才能提高探测结果的准确性。
3.2 地质雷达检测的应用
3.2.1 初期支护厚度检测
通常，雷达波通过天线传输后，首先进入空气直达波，然后接触地面直达波，最后接触混凝土反射波。反射波能量与混凝土物理性质存在差异，物理性质与反射波能量呈正比例关系。差别越大，波能就越明显。混凝土反射信号是地质雷达图像中振幅大、相位轴连续性强的波。从波形上可以看出，喷射混凝土与围岩之间存在两个层次，主要体现在二者的物理差异上。
3.2.2 二次衬砌混凝土厚度检测
在物质成分、物理性质等方面，二次衬砌与初期支护间存在一定区别，主要体现在介电常数方面，在衬砌与围岩的中间位置，电磁波进入混凝土后与围岩发生接触，此时反射波的振幅不断增加，分辨率随之降低。
3.2.3 钢拱架分布的检测
电磁波能量通过波的形式进行传播，衬砌结构中的钢支撑为良性导体，当电磁波借助介质与导体表面相接触后，在强大电磁差异的作用下，势必会出现反射情况。根据电磁波理论，金属材料与电磁波间的反射力极大，当混凝土与钢筋混合后，很容易出现较强连续性的反射信号;当混凝土与钢拱结合后，也会产生强烈的月牙形反射信号，且每个钢拱都有对应的反应信号，通过将钢筋数量、钢拱数量相加，便可计算出钢拱架与设计要求充分满足。
3.2.4 脱空区的检测
当衬砌混凝土与围岩间存在缝隙、背后回填不够紧密时，将会有大量空气进入其中，与混凝土介电常数产生较大差别，进而产生强烈的反射信号。当脱空区域较大时，围岩界面十分清楚，在地质雷达剖面图中主要体现为混凝土结构层的下方存在大量的反射波形，并多为弧形，与相邻道间存在错位现象，且能量较强。同时，也可以电磁波为依据，根据电磁波的介电常数、洞内走时等地脱空大小进行计算，进而得出脱空范围。
3.3 应用结果与讨论
在新奥法隧道施工中，隧道衬砌是主要的承重结构，施工质量检测是非常重要的。利用探地雷达完成探测工作，具有非常理想的应用效果。在探地雷达的质量检测过程中，需要选择合理的频率天线。在实际测量中，电磁波的接触具有一定的离散性，电磁波在传输过程中受到外界环境因素的影响，不可避免地影响测量结果的准确性。在后续研究中需要进一步完善。
4 结束语
通过检测实例结果可知，地质雷达技术的应用可准确和高效地对初期支护厚度、二次衬砌混凝土厚度、钢拱架分布、脱空区的质量情况进行检测，为工程验收提供了充足的资料支持，促进了公路工程质量的提升。
参考文献
[1]查庆，朱梅林，王伟.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].北方交通.2015（01）
[2]狄建英.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].绿色环保建材.2017（12）
[3]谭春森.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].江西建材.2017（01）
[4]景红云.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].居舍.2018（30）
[5]汪帆，王琼.地质雷达检测技术在公路工程检测中的运用[J].黑龙江交通科技.2016（11）
[6]达明.试析地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].甘肃科技.2017（05）