隧道拱頂空洞的雷達探測研究.pdf

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1、第4O卷第14期山西建筑Vo1．40No．14·188·2014年5月SHANXIARCHITECTUREMav．2014·橋梁·隧道·文章編號：1009·6825(2014)14—0188-02隧道拱頂空洞的雷達探測研究林義(1．西南交通大學(xué)，四川成都610031：2．中鐵西北院科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730000)摘要：采用雷達對隧道拱項空洞進行了雷達探測研究，通過工程實例表明，空洞處的雷達圖像呈擴散狀分布，且在測線中集中分布，需要注意的是，由于現(xiàn)場施測時存在多種電磁干擾，因此需要結(jié)合地質(zhì)資料進行分析

2、。關(guān)鍵詞：拱頂，雷達，空洞中圖分類號：U452．17文獻標識碼：A地質(zhì)雷達是一種寬帶高頻電磁波信號探測方法，它可以對短設(shè)計，其測線系統(tǒng)如圖1所示。數(shù)據(jù)采集時，為滿足探測深度和距離內(nèi)(20m一30m)的地質(zhì)異常(地層巖性界面、巖溶、較大節(jié)精度的要求，用天線采集數(shù)據(jù)時，時窗設(shè)置為200ns，采樣率為理、軟弱夾層、富水帶等)進行探測，地質(zhì)雷達由發(fā)射天線將高頻1024樣點數(shù)／掃描，采用連續(xù)測量方式進行測量。(40MHz一1500MHz)的電磁波以寬帶短脈沖形式向隧道掌子面掌子面方向發(fā)出，電磁波在介質(zhì)中傳播時遇到存在電

3、性差異的目標體，如空洞、裂隙、巖溶等時會產(chǎn)生回波，然后由接收天線接收。用相應(yīng)雷達資料處理軟件對現(xiàn)場采集的地質(zhì)雷達數(shù)據(jù)進行處理，可得到各測線的成果圖，然后根據(jù)雷達波形、電磁場強度、振幅和雙程走時等參數(shù)，可以推斷掌子面前方的地質(zhì)構(gòu)造及目標體的位置、深度和幾何形態(tài)。李晉平等?針對鐵路隧道施工中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，利用圖1測線系統(tǒng)雷達探測示意圖地質(zhì)雷達對鐵路隧道的工程質(zhì)量進行了檢測工作，并針對鐵路隧3數(shù)據(jù)處理道，給出了地質(zhì)雷達在無損檢測應(yīng)用中的工作方法，包括測線裝采集的數(shù)據(jù)采用“GresWin2”軟件包對地質(zhì)雷達原始

4、數(shù)據(jù)進置、采集參數(shù)設(shè)定、現(xiàn)場檢測和后期資料處理解釋等；郭亮等基行處理。預(yù)報目的是為了確定拱頂是否存在空洞，實測范圍約為于地質(zhì)雷達的測試原理，進行地質(zhì)雷達用于探測圍巖松動圈的可10×11個平方。處理流程為：數(shù)據(jù)傳輸一文件編輯一數(shù)字濾波一行性分析，并用地質(zhì)雷達對偏壓隧道進行實測，研究結(jié)果驗證了零點歸位一偏移處理一能量均衡一時深轉(zhuǎn)換一文件注釋一輸出地質(zhì)雷達探測圍巖松動圈的可行性；劉孝明等采用地質(zhì)雷達對雷達時間(或深度)剖面圖。將雷達時間(或深度)剖面圖作為資雙連拱隧道初次襯砌中的質(zhì)量進行了檢測，證明隧道襯砌的雷達料

5、解釋的基本圖件。主要過程：檢測不僅可以對施工質(zhì)量進行監(jiān)控，而且還為工程隱患的排除提I)距離歸一化：在應(yīng)用探地雷達進行連續(xù)探測時，雷達天線供準確可靠的消息；王振宇等¨采用地質(zhì)雷達進行更精確的短期勻速移動。預(yù)報，依據(jù)雷達反射波的振幅、相位及頻率等變化探測斷層和地2)確定波速：波速計算可通過以下公式進行：下水的賦存的情況，對于大范圍的不良地質(zhì)體，采取連續(xù)跟蹤預(yù)C報的策略，通過多次預(yù)報成果的驗證及反饋顯著提高預(yù)報的可靠o√s性，該綜合超前預(yù)報方法在隧道穿越斷層和涌水段施工中取得滿其中，為介質(zhì)中電磁波波速；C為真空中電

6、磁波波速；s為相意的效果；許有俊等采用地質(zhì)雷達對公路隧道的襯砌質(zhì)量進行對介電常數(shù)。檢測，根據(jù)雷達判釋結(jié)果集數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果，表明隧道襯砌厚度相3)水平和垂直濾波：水平波在地質(zhì)雷達資料中特別發(fā)育，它對比較均勻。張正國等針對達成鐵路部分隧道邊墻及拱頂背是雷達采集系統(tǒng)本身產(chǎn)生的。主要來自于控制器、數(shù)據(jù)線、天線后不同程度存在空洞的情況，為消除安全隱患，應(yīng)用地質(zhì)雷達探的相互作用，是難以避免的。水平濾波主要是利用水平波具有時測新技術(shù)，對重點隧道進行了無損檢測。本文采用地質(zhì)雷達對拱間相等這一特性。在濾波過程中，求相鄰的一定數(shù)量

7、的掃描線的頂?shù)拿軐嵆潭冗M行了檢測，證明隧道局部存在空洞反應(yīng)。平均值，然后與個別掃描線相比較來消除水平波。1工程概況垂直濾波主要是利用頻譜特征的不同來消除雜散波，這些雜隧道所處屬于前丘陵區(qū)，地勢東高西低，地形逐漸變緩，溝梁散波是由外部環(huán)境引起的，頻率不在雷達天線頻帶內(nèi)。通常采用相間，沖溝發(fā)育，相對高差120m一150m，根據(jù)地面調(diào)查及鉆孔揭?guī)V波，高通濾波，低通濾波，小波變換等方法。示，隧道進出口均位于全一強風化云母石英片巖中，洞身主要通4結(jié)語過云母石英片巖，淺埋地段上部覆蓋洪積膨脹土、細角礫土，山粱本次探測

8、的深度為自仰拱表面往上約為6rtl。上部覆蓋第四系中更新統(tǒng)膨脹土。1)檢測表明測線1的空洞反應(yīng)較小，主要表現(xiàn)在拱頂處，大2野外數(shù)據(jù)采集小約為1m。測線2至測線4雷達空洞反應(yīng)表現(xiàn)為破碎零散狀分為了對數(shù)據(jù)進行詳細的采集工作，因此采用加密的觀測系統(tǒng)布，仰拱右側(cè)約1m，左側(cè)約有1．5m。收稿日期：2014—03—03作者簡介：林義(1980一)，男，在讀博士，工程師第4O卷第l4期山西建筑Vo1．40No．