《塑垡窒塑堑查》圣ＱＱ鱼墨苎！塑鍪隧
文章编号：１６７２—９８８９（２００６）０３—００５０—０４
地质雷达方法检测隧道衬砌厚度研究
倪修勤１，王云泉１，王国群２
（１．南京市公路建设处，江苏南京２１０００８；２．江苏省工程物理勘察院，江苏南京２１０００８）
摘要：地质雷达方法作为一种新的检测手段，被列入《公路工程质量检验评定标准｝（ＪＴＧＦ８０１１－２００４），加强地质雷达方法检测隧道衬砌厚度研究非常必要。通过分析影响地质雷达检测精度的主要因素，提出了提高地质雷达方
法检测精度的３条措施。
关键词：地质雷达；检测；隧道；研究中图分类号：Ｕ４５２．１
文献标识码：Ａ
Ｓｔｕｄｙ
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０前言１地质雷达检测方法
随着我国交通事业的高速发展，高等级公路隧道工程也愈来愈多。由于隧道工程建设周期长，成本高，运营量大，使用年限长，因而对工程质量的要求高。隧道衬砌施工是隧道施工中的一个重要环节，衬砌的厚度直接关系到隧道的工程质量和使用，衬砌的厚度检测尤为重要。地质雷达以其非破坏性探测、抗干扰性强、分辨率高、操作方便等优势，在浅层工程勘察、工程检测中被迅速推广应用。实践证明，地质雷达方法具有超浅层勘察的独特优势，在路面和隧道检测中可以划分出几厘米、十几厘米厚介质内部的亚层，并能查找出其内部缺陷，还可以连续测量，这正是当前其他无损检测方法难以实现的。地质雷达推广应用，取得了良好的社会效益和经济效益。在当前地质雷达方法尚无专门方法技术规范的情况下．加强地质雷达方法检测隧道
衬砌厚度研究非常必要。
地质雷达（又称探地雷达。Ｇｒｏｕｎｄ
Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ
Ｒａｄａｒ，简称ＧＰＲ）方法，是利用高频电磁波，以脉冲形式通过发射天线定向地送入介质内部。雷达波在介质中传播时，遇到内部存在电性差异的介质界面或目标体时，电磁波便发生反射，返回地面后由接收天线所接收。然后对接收天线所接收到的雷达波进行分析和处理，根据所接收到的雷达波波形、强度、电性及几何形态，找出地质雷达图像特征所对应的
介质特征的含义，进而推断出介质内部亚层、局部不
均匀体（如钢筋、孔洞等）。
发射卜—————兰—————叫接收
∥＼
图１地质雷达探测原理图
作者简介：倪修勤（１９７３一），男，江苏泗阳人，工程师，主要从事高速公路建设管理工作。
・５０・
万方数据
瑟壁
图１为地质雷达探测原理图。当两种介质（如初置与二衬、混凝土与钢筋、混凝土与防水板、混凝土与内部空洞等）的交界部位介电常数变化时，电磁波传播便发生类似光学的反射和折射，反射的强弱与介电常数直接有关。
雷达波从发射天线发射到被接收的行程时间：￡：堑尘！塑：
秽：！
＇／３
Ｖｉ
式中：彳为反射界面深度（厚度），戈为发射天线到接收天线间的距离．秒为电磁波在介质中传播的波速，ｃ为光速（Ｃ＝０．３ｍ／ｎｓ），ｅ为介质的相对介电常数，当波速秽已知时，通过读取雷达剖面上反射信号行程时间来计算界面深度（厚度ｋ值［川。
因为所探测的介质变化较为复杂，通常采用验证的办法来确定不同地段地下介质波速，即选取若干点验证深度（厚度），对比行程时间，求得速度，再根据速度来推断探测对象的埋深（厚度）。这样比起用理论速度或经验速度推断出的埋深（厚度），更符合探测场地的实际情况，精度也更高。
对隧道检测断面时间剖面图的分析是基于其存在的典型图像而进行的。由于隧道工程检测的介质主要为混凝土、钢筋、防水板、孔洞（含空气或水）和围岩，它们之间存在明显的介电常数差异；对于混凝土衬砌、喷射混凝土来说，由于材料配比不同，也存在介电常数差异，故利用地质雷达检测隧道具有良好的前提１２１。
图２初置层内有钢筋网时地质雷达图像
雷达发射的直达波延续４个周期以上，０～１２
ｎｓ
左右的目标物的发射波均与它相叠。雷达的直达波呈现几条平直的水平同相轴连续的图像，而围岩开挖总有或大或小的起伏，故喷射混凝土的底界面反射波同相轴一般为有起伏的非直线图像，这是很容易辨认的（如图２）。混凝土衬砌与喷射混凝土的介电常数有差异，但相对与围岩的差异较小，它们之间接触很好或粘结，可能没有明显的或仅有微弱的反
万
方数据《堡垡奎塑垫查》！塑！查苎！塑
射波，但只要在数据处理中注意增益的调整．还是可以分辨出界面异常。本隧道施工是在混凝土衬砌与喷射混凝土之间有一层防水布，防水布虽然相对混凝土层较薄，但介电常数差异较大．故喷射混凝土层（初置）的雷达波反射强度小于混凝土衬砌层（二衬）。当混凝土层中有钢质拱架和钢筋网时，钢质材料有强烈的雷达反射波，故在时间剖面图上可见连
续绵延的反射图像‘３｜。
隧道衬砌厚度的检测和评价，首先要通过搜集施工设计的有关资料，初步了解设计参数、施工方法工艺，对整个工程有一个总体的了解，在检测的过程中还要继续搜集不同单位不同施工段的具体施工情况，特别是施工中的设计变更资料，以便合理确定检测方式和设置雷达检测参数，准确地区分多次反射信号和干扰信号，以便正确识别层位异常和缺陷异常，对检测对象做出客观、科学、公正的评价。隧道衬砌厚度评价中的厚度误差统计应以设计变更后的参数为根据。
２影响检测精度的主要因素
地质雷达工作原理是建立在发射一接收天线之间距离趋近于零、电磁波发射一接收路径垂直于工作面基础之上，而实际上发射一接收天线之间存在一定的距离，若要精确得出实测厚度。则需要作发射一接收天线间距校正，其工作量很大，一般情况下，不作天线间距校正。根据实践经验，钻孑Ｌ后用钢尺丈量混凝土衬砌厚度的误差在２ｃｍ左右．应用地质雷达进行检测时．在资料选取的雷达波速相对准确情况下，计算出的混凝土衬砌厚度的误差在２４
ｃｍ，
所以用地质雷达检测时给出的混凝土衬砌厚度精
度在±２。３ｃｍ是合理的［３圳。
图３经过处理后的二衬和初置层界面
对于混凝土衬砌和喷射混凝土结构的地质雷达图像（如图３）有如下特征：喷射混凝土表层和混凝土衬砌底界面因存在空隙与空气相接触或因两混凝土层龄期不同形成界面而产生较强的反射波，在
・５１・
《婴垡奎道垫查》兰ＱＱ鱼苎苎！塑蓊震
图像上出现清晰而连续的同相轴；当喷射混凝土表层与混凝土衬砌和喷射混凝土粘接较好时出现不清晰的同相轴，与钢质拱架和钢筋网形成的连续的反射图像有所区别。根据地质雷达同相轴的连续性，可以推断出界面并精确测量各层的厚度。
地质雷达实测的参数是雷达波遇到界面时的双程走时，双程走时乘以雷达波速即可求得衬砌的厚度。雷达波速通常是在被测隧道中选取若干个取芯点或出露点进行实测，用已知厚度与雷达图像中推断层位厚度对比统计标定的，检测统计资料表
明．一座较长隧道实测的衬砌混凝土雷达波速离散
可达５％～１０％．这种离散主要取决于衬砌内部的各影响地质雷达成果精度的因素主要有以下几（１）含水量的变化
雷达波在水中的速度为３．３５ｃｍ／ｎｓ，在混凝土中的速度约为１０ｃｍ／ｎｓ．可见在隧道检测中水对检测精度影响较大。在检测过程中首先要认真阅读工录。施工中的水灰比对检测精度同样会带来一定的ｃｍ／ｎｓ，取平
ｃｍ／ｎｓ时．则变化幅度为８．４６％，按设
ｃｍ计，误差达±２．９６ｃｍ。
混凝土的含水量还与混凝土的龄期有关．龄期（２１检测面平整度
雷达波在干燥空气中的速度为３０ｃｍ］ｎｓ．约为・５２・
万
方数据线与检测面就不能紧密接触．其间就会存在空气，
如果间隙相对较大时，被检测面显示界面异常，并
形成多次反射信号与衬砌内部界面异常或是重叠或是交错出现，如果不将间隙异常区分出来，推断的衬砌层厚度就会大于实际厚度；如果被检测面平整度较好．地质雷达天线与检测面间隙相对较小时。则难以区分间隙异常，在分析时易将电磁波经过间隙的空气与混凝土层的双程走时误判读为电磁波经过混凝土层的双程走时，这时取雷达波在混凝土中的速度计算，往往略大于混凝土衬砌的实际厚度．同时略大于天线到衬砌层的厚度。
喷射混凝土初置层的平整度一般比二衬层差。在检测的内外业工作中必须尤为重视。
（３）衬砌层砼材料配比变化
所谓标定的衬砌层内雷达波传播速度，实际上是衬砌层内各种原材料的综合因素影响下的结果。
如果某一隧道在其他条件不变的情况下，衬砌层内各种原材料的材质、配比也不变时，标定得雷达波传播速度是不会变化的．检测结果就不会存在
偏差。
（４）衬砌层结构变化
仅仅几十厘米的衬砌层内部结构比较复杂，有钢架、有钢筋网、有防水板等，由于这些结构材料的电导率和介电常数变化，引起电磁波穿过这些介质时速度的变化，同时当电磁波穿过这些介质界面时在地质雷达图像上往往有多次反射，在界面异常两侧出现波形特征的变化。３提高检测精度的措施
（１）详细了解检测区间物理状态
衬砌层物理状态的变化直接影响到雷达波的变化，影响因素主要是含水量的变化、检测面平整度、衬砌层砼材料配比变化、衬砌层结构变化。
隧道检测有许多条测线，分若干次检测，每条检测的衬砌层物理状态变化情况并不完全一致，这就需要较为详细地了解设计资料、隧道的施工记录，同时在检测过程中还要做好外业记录（如渗水、平整度等）。只有这样才能根据客观情况，有针对性地对地质雷达资料进行合理的分析。
（２）２合理布置取芯点位
影响检测精度的主要问题是标定的地质雷达的电磁波速度．根本问题是不同区间介质物理状态的
种成分介质及其物理状态的变化，因而衬砌厚度的精度取决于对衬砌内介质及物理状态的客观分析。在进行分析时，在使用标定地质雷达波速的基础上．注意不同情况下地质雷达波速的变化．以提高检测精度。
个方面：
程勘察资料，注意哪些区间存在裂隙水，特别是检测初置层时要观察层面含水量的变化，并做好记影响．不同的水灰比将直接导致混凝土对电磁波吸收能力和传播阻力的差别。有关试验资料显示，不同水灰比的混凝土的相对介电常数变化范围在７．０３～９．８７，雷达波的速度为９．５５～１１．３１均速度１０．４３计衬砌厚度３５短，含水量高，雷达波的传播速度就慢，厚度一定时双程走时就长；龄期长，含水量低，雷达波的传播速度就快，厚度一定时双程走时就短。当取某一不变的标定速度与所有雷达剖面的界面走时相乘时。就必然带来推断厚度的偏差。在进行分析时．应根据客观情况适当调整电磁波的传播速度。
混凝土中的３倍。当检测面不平整时，地质雷达天
邈羹
变化，实质问题是介电常数的变化。当使用地质雷达进行隧道检测时，合理布置用于标定雷达波速的取芯点位，对衬砌层在不同物理状态下的雷达波速进行分别统计，并分析雷达波速的变化规律，有效控制因雷达波速的误差带来的探测偏差或较大误差。
（３）注意区分多次反射信号
衬砌层厚度相对较薄，且内部结构比较复杂，衬砌层的面层和内部结构层会形成多次反射信号，多次反射信号可能与内部结构界面形成的反射信号重叠或偏离，当多次反射信号与雷达波同相轴存在连续性偏离的情况下，容易对结构界面的厚度误判。不平整的表面由于与天线不能紧密结合时，也会形成反射界面，同时会有若干个多次反射信号。注意区分多次反射信号，是避免地质雷达资料判读
偏差的重要环节。４结论
《婴垡奎塑垫查》三ＱＱ鱼查茎！塑
测路线的评价，读取的点位数据趋近于该点位附近的平均值。点位检测精度低于人工取芯，但相对取芯较为客观，实际检测数据统计其误差在２，４
ｃｍ。
（２）提高地质雷达检测精度，关键是对被检测的隧道衬砌层有详细的了解。客观地标定地质雷达的电磁波速度。提高地质雷达检测精度的主要途径有：详细了解检测区间物理状态，合理分布用于标定雷达波速的取芯点位，判读地质雷达资料时注意区分多次反射信号。
（３）应用地质雷达检测隧道衬砌层是可行的，相对取芯手段而言，增加发现对空洞等隐患的机会，能够更客观地评价衬砌层质量。
参考文献
［１］李大心．探地雷达方法与应用［Ｍ］．北京：地质出版社．
１９９４．
［２］郭有劲．地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用［Ｊ］．
铁道工程学报２００２，（２）：７１～７４．
地质雷达检测隧道衬砌层是一种先进的无损检测技术，与传统的人工取芯相比，地质雷达检测采集的数据量大，更加客观且经济、快捷，通过分析
得出如下结论：
［３］钟世航，王荣．探地雷达检测隧道衬砌中的几个问题［Ｊ］．物探与化探．２００２．２６（５）：４０３—４０６．
［４］杨健，张毅，陈建勋．地质雷达在隧道工程质量检测中的
应用［Ｊ］．公路．２００１，（３）：６２—６４．
（收稿日期：２００６—０２—１３）
（１）地质雷达在采用连续检测时，侧重于对所检
“仫路沥昔路面薄层军面弄妒丝朱钓应用研宓＂
通过省级斜丝威果鉴定
由江苏省常州市公路管理处和江苏省交通科学研究院共同承担的“公路沥青路面薄层罩面养护技术的应用研究”科研项目，于近日通过了江苏省科技厅组织、江苏省交通厅主持的科技成果鉴定，研究成果总体达
到国内领先水平。
课题结合１０４国道路面使用现状，系统开展了公路沥青路面薄层罩面的研究工作。通过国内外文献资料调研，课题确定了薄层罩面养护技术适宜的路面厚度和可供选择的混合料类型；总结了四种不同薄层罩面技术的优缺点及其应用应围：根据室内试验提出了四种薄层罩面养护技术的原材料选择标准、配合比设计及性能验证方法、施工工艺及质量控制措施；借鉴微袁处的处治方法，充分利用我国现有施工设备，通过技术改进扩大了改性乳化沥青稀浆封层技术的应用范围和处治效果：
课题研究表明，对于大空隙率的ＯＧＦＣ排水路面，其胶结料可以不采用高粘度沥青；课题组借助寿命周期费用分析的概念对不同养护技术进行了初步的经济效益分析，提出沥青路面养护方案的选择不仅需要综合建设费用，而且需要考虑养护等寿命周期内其它维修费用。
（杨桂新供稿）
万方数据
・５３・
地质雷达方法检测隧道衬砌厚度研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
倪修勤， 王云泉， 王国群， Ni Xiuqin， Wang Yunquan， Wang Guoqun
倪修勤,王云泉,Ni Xiuqin,Wang Yunquan(南京市公路建设处,江苏,南京,210008)， 王国群,Wang Guoqun(江苏省工程物理勘察院,江苏,南京,210008)现代交通技术
MODERN TRANSPORTATION TECHNOLOGY2006，3(3)1次
参考文献(4条)
1.李大心 探地雷达方法与应用 1994
2.郭有劲 地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用[期刊论文]-铁道工程学报 2002(02)3.钟世航.王荣 探地雷达检测隧道衬砌中的几个问题[期刊论文]-物探与化探 2002(05)4.杨健.张毅.陈建勋 地质雷达在隧道工程质量检测中的应用[期刊论文]-公路 2001(03)
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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xdjtjs200603014.aspx授权使用：武汉大学(whdx)，授权号：eda713c8-1131-4681-9b0d-9e4600a7798f
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《塑垡窒塑堑查》圣ＱＱ鱼墨苎！塑鍪隧
文章编号：１６７２—９８８９（２００６）０３—００５０—０４
地质雷达方法检测隧道衬砌厚度研究
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（１．南京市公路建设处，江苏南京２１０００８；２．江苏省工程物理勘察院，江苏南京２１０００８）
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ｏｎ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｅｏｌｏｇｉｃｒａｄａｒ
ｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ
ａｓａｎｅｗ
ｍｅａｎｓｏｆｔｈｉｃｋｎｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｉｓｗｒｉｔｔｅｎｉｎｔｈｅｓｐｅｃｉｃｎｔｉｏｎｏｆ“Ｔｈｅ
ｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｔｕｎｅｌｌｉｎｉｎｇ－ｗａｌｌｗｉｔｈｓｕｃｈ
ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉａｏｆｈｉｇｈｗａｙｗｏｒｋｓｑｕａｌｉｔｙ（ＪＴＧＦ８０／１—２００４）”，ｉｔｉｓ
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ｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｅｏｌｏｇｉｃｒａｄａｒ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｔｕｎｎｅｌ；ｓｔｕｄｙ
０前言１地质雷达检测方法
随着我国交通事业的高速发展，高等级公路隧道工程也愈来愈多。由于隧道工程建设周期长，成本高，运营量大，使用年限长，因而对工程质量的要求高。隧道衬砌施工是隧道施工中的一个重要环节，衬砌的厚度直接关系到隧道的工程质量和使用，衬砌的厚度检测尤为重要。地质雷达以其非破坏性探测、抗干扰性强、分辨率高、操作方便等优势，在浅层工程勘察、工程检测中被迅速推广应用。实践证明，地质雷达方法具有超浅层勘察的独特优势，在路面和隧道检测中可以划分出几厘米、十几厘米厚介质内部的亚层，并能查找出其内部缺陷，还可以连续测量，这正是当前其他无损检测方法难以实现的。地质雷达推广应用，取得了良好的社会效益和经济效益。在当前地质雷达方法尚无专门方法技术规范的情况下．加强地质雷达方法检测隧道
衬砌厚度研究非常必要。
地质雷达（又称探地雷达。Ｇｒｏｕｎｄ
Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ
Ｒａｄａｒ，简称ＧＰＲ）方法，是利用高频电磁波，以脉冲形式通过发射天线定向地送入介质内部。雷达波在介质中传播时，遇到内部存在电性差异的介质界面或目标体时，电磁波便发生反射，返回地面后由接收天线所接收。然后对接收天线所接收到的雷达波进行分析和处理，根据所接收到的雷达波波形、强度、电性及几何形态，找出地质雷达图像特征所对应的
介质特征的含义，进而推断出介质内部亚层、局部不
均匀体（如钢筋、孔洞等）。
发射卜—————兰—————叫接收
∥＼
图１地质雷达探测原理图
作者简介：倪修勤（１９７３一），男，江苏泗阳人，工程师，主要从事高速公路建设管理工作。
・５０・
万方数据
瑟壁
图１为地质雷达探测原理图。当两种介质（如初置与二衬、混凝土与钢筋、混凝土与防水板、混凝土与内部空洞等）的交界部位介电常数变化时，电磁波传播便发生类似光学的反射和折射，反射的强弱与介电常数直接有关。
雷达波从发射天线发射到被接收的行程时间：￡：堑尘！塑：
秽：！
＇／３
Ｖｉ
式中：彳为反射界面深度（厚度），戈为发射天线到接收天线间的距离．秒为电磁波在介质中传播的波速，ｃ为光速（Ｃ＝０．３ｍ／ｎｓ），ｅ为介质的相对介电常数，当波速秽已知时，通过读取雷达剖面上反射信号行程时间来计算界面深度（厚度ｋ值［川。
因为所探测的介质变化较为复杂，通常采用验证的办法来确定不同地段地下介质波速，即选取若干点验证深度（厚度），对比行程时间，求得速度，再根据速度来推断探测对象的埋深（厚度）。这样比起用理论速度或经验速度推断出的埋深（厚度），更符合探测场地的实际情况，精度也更高。
对隧道检测断面时间剖面图的分析是基于其存在的典型图像而进行的。由于隧道工程检测的介质主要为混凝土、钢筋、防水板、孔洞（含空气或水）和围岩，它们之间存在明显的介电常数差异；对于混凝土衬砌、喷射混凝土来说，由于材料配比不同，也存在介电常数差异，故利用地质雷达检测隧道具有良好的前提１２１。
图２初置层内有钢筋网时地质雷达图像
雷达发射的直达波延续４个周期以上，０～１２
ｎｓ
左右的目标物的发射波均与它相叠。雷达的直达波呈现几条平直的水平同相轴连续的图像，而围岩开挖总有或大或小的起伏，故喷射混凝土的底界面反射波同相轴一般为有起伏的非直线图像，这是很容易辨认的（如图２）。混凝土衬砌与喷射混凝土的介电常数有差异，但相对与围岩的差异较小，它们之间接触很好或粘结，可能没有明显的或仅有微弱的反
万
方数据《堡垡奎塑垫查》！塑！查苎！塑
射波，但只要在数据处理中注意增益的调整．还是可以分辨出界面异常。本隧道施工是在混凝土衬砌与喷射混凝土之间有一层防水布，防水布虽然相对混凝土层较薄，但介电常数差异较大．故喷射混凝土层（初置）的雷达波反射强度小于混凝土衬砌层（二衬）。当混凝土层中有钢质拱架和钢筋网时，钢质材料有强烈的雷达反射波，故在时间剖面图上可见连
续绵延的反射图像‘３｜。
隧道衬砌厚度的检测和评价，首先要通过搜集施工设计的有关资料，初步了解设计参数、施工方法工艺，对整个工程有一个总体的了解，在检测的过程中还要继续搜集不同单位不同施工段的具体施工情况，特别是施工中的设计变更资料，以便合理确定检测方式和设置雷达检测参数，准确地区分多次反射信号和干扰信号，以便正确识别层位异常和缺陷异常，对检测对象做出客观、科学、公正的评价。隧道衬砌厚度评价中的厚度误差统计应以设计变更后的参数为根据。
２影响检测精度的主要因素
地质雷达工作原理是建立在发射一接收天线之间距离趋近于零、电磁波发射一接收路径垂直于工作面基础之上，而实际上发射一接收天线之间存在一定的距离，若要精确得出实测厚度。则需要作发射一接收天线间距校正，其工作量很大，一般情况下，不作天线间距校正。根据实践经验，钻孑Ｌ后用钢尺丈量混凝土衬砌厚度的误差在２ｃｍ左右．应用地质雷达进行检测时．在资料选取的雷达波速相对准确情况下，计算出的混凝土衬砌厚度的误差在２４
ｃｍ，
所以用地质雷达检测时给出的混凝土衬砌厚度精
度在±２。３ｃｍ是合理的［３圳。
图３经过处理后的二衬和初置层界面
对于混凝土衬砌和喷射混凝土结构的地质雷达图像（如图３）有如下特征：喷射混凝土表层和混凝土衬砌底界面因存在空隙与空气相接触或因两混凝土层龄期不同形成界面而产生较强的反射波，在
・５１・
《婴垡奎道垫查》兰ＱＱ鱼苎苎！塑蓊震
图像上出现清晰而连续的同相轴；当喷射混凝土表层与混凝土衬砌和喷射混凝土粘接较好时出现不清晰的同相轴，与钢质拱架和钢筋网形成的连续的反射图像有所区别。根据地质雷达同相轴的连续性，可以推断出界面并精确测量各层的厚度。
地质雷达实测的参数是雷达波遇到界面时的双程走时，双程走时乘以雷达波速即可求得衬砌的厚度。雷达波速通常是在被测隧道中选取若干个取芯点或出露点进行实测，用已知厚度与雷达图像中推断层位厚度对比统计标定的，检测统计资料表
明．一座较长隧道实测的衬砌混凝土雷达波速离散
可达５％～１０％．这种离散主要取决于衬砌内部的各影响地质雷达成果精度的因素主要有以下几（１）含水量的变化
雷达波在水中的速度为３．３５ｃｍ／ｎｓ，在混凝土中的速度约为１０ｃｍ／ｎｓ．可见在隧道检测中水对检测精度影响较大。在检测过程中首先要认真阅读工录。施工中的水灰比对检测精度同样会带来一定的ｃｍ／ｎｓ，取平
ｃｍ／ｎｓ时．则变化幅度为８．４６％，按设
ｃｍ计，误差达±２．９６ｃｍ。
混凝土的含水量还与混凝土的龄期有关．龄期（２１检测面平整度
雷达波在干燥空气中的速度为３０ｃｍ］ｎｓ．约为・５２・
万
方数据线与检测面就不能紧密接触．其间就会存在空气，
如果间隙相对较大时，被检测面显示界面异常，并
形成多次反射信号与衬砌内部界面异常或是重叠或是交错出现，如果不将间隙异常区分出来，推断的衬砌层厚度就会大于实际厚度；如果被检测面平整度较好．地质雷达天线与检测面间隙相对较小时。则难以区分间隙异常，在分析时易将电磁波经过间隙的空气与混凝土层的双程走时误判读为电磁波经过混凝土层的双程走时，这时取雷达波在混凝土中的速度计算，往往略大于混凝土衬砌的实际厚度．同时略大于天线到衬砌层的厚度。
喷射混凝土初置层的平整度一般比二衬层差。在检测的内外业工作中必须尤为重视。
（３）衬砌层砼材料配比变化
所谓标定的衬砌层内雷达波传播速度，实际上是衬砌层内各种原材料的综合因素影响下的结果。
如果某一隧道在其他条件不变的情况下，衬砌层内各种原材料的材质、配比也不变时，标定得雷达波传播速度是不会变化的．检测结果就不会存在
偏差。
（４）衬砌层结构变化
仅仅几十厘米的衬砌层内部结构比较复杂，有钢架、有钢筋网、有防水板等，由于这些结构材料的电导率和介电常数变化，引起电磁波穿过这些介质时速度的变化，同时当电磁波穿过这些介质界面时在地质雷达图像上往往有多次反射，在界面异常两侧出现波形特征的变化。３提高检测精度的措施
（１）详细了解检测区间物理状态
衬砌层物理状态的变化直接影响到雷达波的变化，影响因素主要是含水量的变化、检测面平整度、衬砌层砼材料配比变化、衬砌层结构变化。
隧道检测有许多条测线，分若干次检测，每条检测的衬砌层物理状态变化情况并不完全一致，这就需要较为详细地了解设计资料、隧道的施工记录，同时在检测过程中还要做好外业记录（如渗水、平整度等）。只有这样才能根据客观情况，有针对性地对地质雷达资料进行合理的分析。
（２）２合理布置取芯点位
影响检测精度的主要问题是标定的地质雷达的电磁波速度．根本问题是不同区间介质物理状态的
种成分介质及其物理状态的变化，因而衬砌厚度的精度取决于对衬砌内介质及物理状态的客观分析。在进行分析时，在使用标定地质雷达波速的基础上．注意不同情况下地质雷达波速的变化．以提高检测精度。
个方面：
程勘察资料，注意哪些区间存在裂隙水，特别是检测初置层时要观察层面含水量的变化，并做好记影响．不同的水灰比将直接导致混凝土对电磁波吸收能力和传播阻力的差别。有关试验资料显示，不同水灰比的混凝土的相对介电常数变化范围在７．０３～９．８７，雷达波的速度为９．５５～１１．３１均速度１０．４３计衬砌厚度３５短，含水量高，雷达波的传播速度就慢，厚度一定时双程走时就长；龄期长，含水量低，雷达波的传播速度就快，厚度一定时双程走时就短。当取某一不变的标定速度与所有雷达剖面的界面走时相乘时。就必然带来推断厚度的偏差。在进行分析时．应根据客观情况适当调整电磁波的传播速度。
混凝土中的３倍。当检测面不平整时，地质雷达天
邈羹
变化，实质问题是介电常数的变化。当使用地质雷达进行隧道检测时，合理布置用于标定雷达波速的取芯点位，对衬砌层在不同物理状态下的雷达波速进行分别统计，并分析雷达波速的变化规律，有效控制因雷达波速的误差带来的探测偏差或较大误差。
（３）注意区分多次反射信号
衬砌层厚度相对较薄，且内部结构比较复杂，衬砌层的面层和内部结构层会形成多次反射信号，多次反射信号可能与内部结构界面形成的反射信号重叠或偏离，当多次反射信号与雷达波同相轴存在连续性偏离的情况下，容易对结构界面的厚度误判。不平整的表面由于与天线不能紧密结合时，也会形成反射界面，同时会有若干个多次反射信号。注意区分多次反射信号，是避免地质雷达资料判读
偏差的重要环节。４结论
《婴垡奎塑垫查》三ＱＱ鱼查茎！塑
测路线的评价，读取的点位数据趋近于该点位附近的平均值。点位检测精度低于人工取芯，但相对取芯较为客观，实际检测数据统计其误差在２，４
ｃｍ。
（２）提高地质雷达检测精度，关键是对被检测的隧道衬砌层有详细的了解。客观地标定地质雷达的电磁波速度。提高地质雷达检测精度的主要途径有：详细了解检测区间物理状态，合理分布用于标定雷达波速的取芯点位，判读地质雷达资料时注意区分多次反射信号。
（３）应用地质雷达检测隧道衬砌层是可行的，相对取芯手段而言，增加发现对空洞等隐患的机会，能够更客观地评价衬砌层质量。
参考文献
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铁道工程学报２００２，（２）：７１～７４．
地质雷达检测隧道衬砌层是一种先进的无损检测技术，与传统的人工取芯相比，地质雷达检测采集的数据量大，更加客观且经济、快捷，通过分析
得出如下结论：
［３］钟世航，王荣．探地雷达检测隧道衬砌中的几个问题［Ｊ］．物探与化探．２００２．２６（５）：４０３—４０６．
［４］杨健，张毅，陈建勋．地质雷达在隧道工程质量检测中的
应用［Ｊ］．公路．２００１，（３）：６２—６４．
（收稿日期：２００６—０２—１３）
（１）地质雷达在采用连续检测时，侧重于对所检
“仫路沥昔路面薄层军面弄妒丝朱钓应用研宓＂
通过省级斜丝威果鉴定
由江苏省常州市公路管理处和江苏省交通科学研究院共同承担的“公路沥青路面薄层罩面养护技术的应用研究”科研项目，于近日通过了江苏省科技厅组织、江苏省交通厅主持的科技成果鉴定，研究成果总体达
到国内领先水平。
课题结合１０４国道路面使用现状，系统开展了公路沥青路面薄层罩面的研究工作。通过国内外文献资料调研，课题确定了薄层罩面养护技术适宜的路面厚度和可供选择的混合料类型；总结了四种不同薄层罩面技术的优缺点及其应用应围：根据室内试验提出了四种薄层罩面养护技术的原材料选择标准、配合比设计及性能验证方法、施工工艺及质量控制措施；借鉴微袁处的处治方法，充分利用我国现有施工设备，通过技术改进扩大了改性乳化沥青稀浆封层技术的应用范围和处治效果：
课题研究表明，对于大空隙率的ＯＧＦＣ排水路面，其胶结料可以不采用高粘度沥青；课题组借助寿命周期费用分析的概念对不同养护技术进行了初步的经济效益分析，提出沥青路面养护方案的选择不仅需要综合建设费用，而且需要考虑养护等寿命周期内其它维修费用。
（杨桂新供稿）
万方数据
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地质雷达方法检测隧道衬砌厚度研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
倪修勤， 王云泉， 王国群， Ni Xiuqin， Wang Yunquan， Wang Guoqun
倪修勤,王云泉,Ni Xiuqin,Wang Yunquan(南京市公路建设处,江苏,南京,210008)， 王国群,Wang Guoqun(江苏省工程物理勘察院,江苏,南京,210008)现代交通技术
MODERN TRANSPORTATION TECHNOLOGY2006，3(3)1次
参考文献(4条)
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下载时间：2010年12月8日