某隧道地质雷达检测

雷达检测技术在某高速公路隧道建设中的应用一、探地雷达技术•基于电磁波反射原理•反映不同介质的电磁物理特征•圈定出被测目标的形态及空间位置•解译地质和工程实践中的具体问题•广泛应用于工程建设的各个领域探地雷达在隧道衬砌结构检测中的应用•衬砌结构1、厚度2、钢支撑、钢筋密度•衬砌缺陷与病害1、超挖回填密实情况2、空洞3、层间脱空4、衬砌裂缝5、渗漏水通道及积存水范围•地质问题1、围岩开挖扰动2、裂隙3、溶洞二、衬砌结构砼层厚度检测初期支护反射系数正负—决定反射界面相位正负围岩回填欠实2121iR二次衬砌地表吸收系数决定了电磁波场强在传播过程中的衰减速率r188衬砌结构层位划分衬砌结构层位对比追踪二次衬砌初期支护回填欠实围岩衬砌结构层位雷达图象三、衬砌结构内的金属构件典型钢支撑雷达图象钢支撑检测实例钢筋密度检测实例处理塌方金属管棚加固实例之一金属排水管（充水）实例四、空洞K229+73750cm16cm35cm开孔里程设计二次衬砌厚度开孔二次衬砌厚度可见脱空量K290+735K290+745K290+740破孔位置开挖验证结果2121iR隧道衬砌层内空洞实例采用模筑泵送混凝土工艺施工二次衬砌拱顶施工接缝处易出现三角形空洞二次衬砌层模筑施工缝三角形空洞三角形空洞三角形空洞三角形空洞初期支护层二次衬砌层内三角形空洞实例K290+580K290+590开孔里程设计二次衬砌厚度实测二次衬砌厚度脱空量K229+57740cm22cm35cmK290+57840cm15cm31cm40cmK290+58340cm30cm37cm孔一孔二孔三孔四K290+59340cm23cm破孔位置衬砌砼层间大面积空洞实例之一二次衬砌初期支护围岩空洞空洞空洞处理危石且伴生空洞实例开挖验证：衬砌厚度20cm、空洞大于150cmK229+260K229+255K229+265经压水泥砂浆处理后雷达检测图像：其中呈双曲线形态为注浆管K229+260K229+255K229+265上图中可以清楚地分辨出电磁波在砼和空气两种不同介质中的不同反射特征，从而圈定出衬砌结构内的空洞位置及规模。下图是该处空洞异常经加固处理后的雷达复测结果图象，图中同一位置处理前的空洞异常已经消失，电磁波反射特征单一，表明空洞已被单一砼介质填满（其中的双曲线反射为滞留在衬砌内的注浆金属管）。空洞病害处理前后雷达检测对比图象隧道衬砌结构层间脱空实例之二K212+900K212+890六、回填欠实初期支护回填不实作业现场初期支护片石回填空洞围岩围岩初期支护回填不实检测实例K229+500K229+505K229+500K229+505K229+495处理前开孔验证为充填黄土处理后松散黄土已被压浆固实K229+495上图可以清晰地看到衬砌结构层内有明显的电磁波反射异常区，强反射界面反映出异常边界形态，异常区内呈雪花状电磁波漫反射，反映出其中充填有不规则的欠实填充物，经破孔验证为充填黄土。下图是该处异常区经压注水泥浆处理后雷达复测结果图，原回填欠实区已发生变化，其视频率与砼衬砌背景频率接近，同相轴连续，表明原来松散的黄土经水泥压浆后已形成相对密实的结合体，而异常区形态的存在反映出其黄土、砂石、水泥的结合体与砼结构的物性差异，经再次破孔亦验证了该处缺陷区已基本被固结密实。回填欠实处理前后雷达检测对比图象七、砼层裂缝砼层裂缝实例某隧道在加固处理拱顶空洞病害泵送混凝土过程中，因压力过大造成衬砌结构开裂。为了解裂缝纵深发展程度，使用雷达技术对纵向开裂主裂缝进行了检测。从雷达图象上解译分析，可反映出衬砌裂缝的明显特征：原衬砌层上半部分因环氧树脂填堵，裂缝已被弥合；而下半部分由于环氧树脂填堵不到位，裂缝特征还很明显，主要表现为雷达波的相位不连续。原衬砌层中部的强反射界面，是因环氧树脂隔水作用而形成的相对富含水层。K229+545K229+536K229+527昆明端混凝土泵送孔环氧树脂加固孔雷达测线衬砌裂缝原砼层衬砌后期压注混凝土层围岩初期支护砼层裂缝实例二次衬砌结构层裂缝实例八、溶洞典型溶洞雷达图象介质的含水量变化与介电常数值成正比，其衰减系数亦随着介电常数的增加而减小。溶洞灰岩九、围岩破碎富水裂隙发育围岩破碎围岩富水渗漏点积水区及排水通道实例围岩裂隙实例之二