高速地质雷达在隧洞混凝土衬砌质量检测中的应用

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发布时间：2021-09-15

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高速地质雷达在隧洞混凝土衬砌质量检测中的应用
胡少伟，陆
(南京水利科学研究院，
俊，牛志国
江苏南京210029)
摘要：SIR一3000型高速地质雷达能连续、快速、全面、精确地对地下结构衬砌进行无损检测．论述了该项技术中
探测天线、介电常数和环境电导率等重要参数的选用原则及其混凝土衬砌质量的判别．应用SIR一3000型高速地
质雷达技术对宁波某引水隧洞混凝土衬砌质量进行检测评价，针对该工程确定了检测方案和需设置的参数，分
析了典型缺陷的图像结果，表明检测结果具有很高的准确性．
关键词：高速地质雷达；引水隧洞混凝土衬砌；质量评价；检测参数设定
中图分类号：TV672．1：TU332 文献标识码：A 文章编号：1009—640X(2010)02—0001—06
地下工程混凝土衬砌是地下工程开挖后构筑在其周边的支护结构．它的主要作用一是承受围岩压力、地
下水压力、结构自重及其他荷载的作用；二是防止围岩风化、崩塌及防水防潮．但因其属隐蔽工程，施工作业
空问有限、作业环境恶劣，极易造成衬砌厚度不足、衬砌与围岩结合部脱空、回填不密实、混凝土结构空洞、局
部开裂、钢筋错位等质量事故．常规的检验方法如局部开孔或开槽取样，不仅效率低、代表性差、偶然性大，而
且还破坏了衬砌结构的整体性．因此，一种能够连续、全面、精确、快速对衬砌结构无损伤的检测方法—— 地
质雷达就得以发明并广泛应用．它能快速、无损、连续检测，并以实时成像方式显示地下结构剖面，使探测
结果直观方便，而且探测精度高、样点密、工作效率高，已被广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、无损检
测、水文地质调查、生态环境等众多领域，特别是在结构检测和灾害的预测方面发挥着越来越大的作用．
由于受多种因素影响，引水隧洞衬砌混凝土可能会出现不密实、厚度不够、局部空}同、钢筋配置不均匀或
者漏配等工程质量问题．本文以宁波某大型水库超长混凝土引水隧洞衬砌工程质量评价为例．该工程建设方
为及时发现评价混凝土引水隧洞衬砌施工质量，采用地质雷达对引水隧}同的钢筋混凝土衬砌进行无损检测，
找到了引水隧洞衬砌质量控制的薄弱环节，有针对性地加强质量监控，提高了引水隧洞衬砌的内在质量；同
时，把检测出来的混凝土厚度作为甲方与施工单位结算的主要依据之一．
1 SIR．3000型地质雷达的工作原理
由于衬砌混凝土与围岩(花岗岩、砂岩、黄土等)之间存在着物性差异；缺陷部位衬砌混凝土被水或空气
充填，与密实的混凝土的物性有明显差异．因此，可采用地质雷达法对隧道衬砌混凝土质量进行检测．
检测设备采用GSSI公司(美国地球物理探测公司)制造的SIR一3000型高速地质雷达(又称探地雷
达) ．SIR．3000型地质雷达利用脉冲电磁波探测隐蔽介质的分布．由发射天线(T)向被测物发射高频宽带
短脉冲电磁波，电磁波遇到不同介电特性的介质就会有部分返回，接收天线(R)接收反射波并记录反射的时
问．根据接收到波的旅行时间(双程走时)、幅度频率与波形变化资料，可以推断介质的内部结构以及目标体
的深度、形状等特征参数．根据双程反射时间可以求得目标层的深度