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一、地質(zhì)雷達(dá)測試原理

地質(zhì)雷達(dá)一種利用電磁波信號在不同介質(zhì)中傳播運(yùn)動特性的寬帶高頻電磁波信號探測方法。地質(zhì)雷達(dá)探測系統(tǒng)發(fā)射機(jī)將高頻電磁波以短脈沖、寬頻帶的方式,通過發(fā)射天線將其定向發(fā)射至地下,經(jīng)過不同特質(zhì)的地下巖層或目標(biāo)體反射回地質(zhì)雷達(dá)并由接收天線接收。高頻電磁波在巖層中傳播時,由于巖層所含介質(zhì)的差異,導(dǎo)致其傳播路徑、電磁場強(qiáng)度及波形呈不同幾何形態(tài),通過對時域波形的采集、數(shù)據(jù)整理及分析,可確定地下巖層界面或異常巖體的空間結(jié)構(gòu)及其位置。隧道結(jié)構(gòu)地質(zhì)巖層具有明顯的電性差異,這是地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用的前提;這些界面可以形成良好的電磁波反射形態(tài),是地質(zhì)雷達(dá)在隧道襯砌質(zhì)量檢測中應(yīng)用的主要原理。

二、砼厚度的地質(zhì)雷達(dá)探測試驗

試驗?zāi)康氖欠治龅刭|(zhì)雷達(dá)對鋼筋砼構(gòu)件的檢測精度。試件尺寸為2m×2m鋼筋砼方柱,強(qiáng)度為C25,配合比(kg/m3)為水∶水泥(標(biāo)號為325)∶粗骨料∶細(xì)砂=195∶464∶551∶1170。其中粗骨料為19~31.5、9.5~19、4.75~9.5mm,經(jīng)篩分試驗確定3種規(guī)格的摻量分別為30%、60%、10%,形成連續(xù)級配。經(jīng)檢驗,碎石為同顏色,不帶雜物,含泥量0.5%,壓碎值10.4%,符合規(guī)范要求。鋼筋主筋為直徑16mm二級螺紋鋼,間距93mm;箍筋為直徑10mm一級圓鋼,間距90mm。保護(hù)層厚度統(tǒng)一設(shè)置為40mm響了檢測精度,實際檢測精度可能更高,地質(zhì)雷達(dá)對于不同介質(zhì)界面的探測具有較高的精度,檢測結(jié)果較為可靠。

三、工程應(yīng)用案例

工程概況某隧道位于贛南山區(qū),為小凈距短隧道。隧道縱坡為單向坡,左、右線縱坡坡率分別為2.125%、2.1%。洞門均為1∶1.6削竹式。按新奧法原理設(shè)計為復(fù)合式支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)。根據(jù)地質(zhì)勘察揭示的圍巖情況,將洞身(包括緊急停車帶)劃分為FS3b、FS4a、FS4b、FS5a、FS5b、FS5c及明洞FSM等襯砌結(jié)構(gòu)類型。試驗主要采用地質(zhì)雷達(dá)對淺埋一般段FS4a襯砌施工質(zhì)量進(jìn)行掃描檢測。FS4a型襯砌的結(jié)構(gòu)如下:初期支護(hù)為22藥卷錨桿(單根長3.0m),錨桿環(huán)距×縱距為1.0m×1.0m,噴射23cm厚C25砼,6@20×20cm雙層鋼筋網(wǎng)片,工字鋼(拱架)縱距1.0m;二次襯砌結(jié)構(gòu)為40cm厚C30鋼筋砼拱圈,40cm厚C30素砼仰拱。檢測結(jié)果分析為地質(zhì)雷達(dá)檢測10榀鋼拱架縱向間距的結(jié)果,為地質(zhì)雷達(dá)掃描檢測初期支護(hù)砼噴射厚度的結(jié)果,為地質(zhì)雷達(dá)掃描檢測二次襯砌砼鋼筋網(wǎng)片保護(hù)層厚度的結(jié)果。從表2來看,2#、5#、7#鋼架間距超過規(guī)范的允許偏差,施工方需在后續(xù)施工過程中嚴(yán)格控制鋼筋間距,確保鋼筋榀數(shù)滿足設(shè)計要求。

四、結(jié)語

利用地質(zhì)雷達(dá)檢測鋼筋砼結(jié)構(gòu)試件的保護(hù)層厚度,檢測結(jié)果精度較高,具有較高的可靠性,在工程實體無損檢測中具有較廣闊的應(yīng)用前景。將地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用到隧道工程中,可真實反映隧道工程的施工質(zhì)量缺陷,及時提醒施工單位加以修復(fù)或加固處理,為確保隧道施工質(zhì)量提供技術(shù)保障。

作者：余輝王吉慶肖欽單位：江西省高速集團(tuán)贛州管理中心