地质雷达法检测隧道衬砌施工质量技术总结(3)

天线同时工作的检测台车。图4-6为运营隧道或隧道竣工验收时利用工程检修车作为检测台车。

图4-2 装载机搭建的检测台车

图4-3 货运车搭建的检测台车

图4-4 公路用路灯检修车作为检测台车

图4-5 五组天线同时工作的检测台车

4-6 运营隧道利用工程检修车作为检测台车

4.2选择雷达工作参数

进行现场数据采集时，需将发射和接收天线与隧道衬砌表面密贴，沿侧线滑动，由雷达主机高速发射电磁波脉冲，进行快速连续采集。雷达时间剖面上的各测点的位置要和隧道里程相联系。

4.2.1工作参数选择

测量参数选择合适与否关系到数据采集质量的好坏。测量参数包括天线中心频率、时窗、采样率、测点点距、距离校准方式以及发射、接收天线间距（对不屏蔽天线而言）等。

（1）天线中心频率

天线中心频率选择需兼顾目标体最小尺寸和天线尺寸是否符合场所需要。在满足分辨率和场所条件又许可时，应该尽量使用中心频率低的天线。如果探测深度小于目标深度，需降低频率以获得适宜的探测深度。

衬砌检测中，由于隧道内存在台车、机械等铁磁性物品，需要采用屏蔽天线。一般来讲，衬砌厚度小于30cm时采用900MHz天线，衬砌厚度30cm-70cm

时采用400MHz或500MHz天线，衬砌厚度大于70cm是要考虑选用250MHz或更低频率的天线。

（2）时窗（记录长度）

时窗选择主要取决于最大探测深度d（单位：cm）与混凝土的电磁波速度V(单位：cm/ns)。时窗W（单位：ns）可由下式结算：

W=2d/V

实际工作中，时窗的选用值要增加50%，做为混凝土速度与目的层深度变化所留出的余量，一般将主要目的层的反射相位放在图像上方三分之一的部位。

确定时窗后，根据时窗大小调节采样率（或采样间隔）和采样点数。 （3）采样率、采样频率和采样点数

采样率是记录的反射波采样点之间的时间间隔。采样抽取的原则应满足尼奎斯特（Nyquist）采样定律，即采样频率应大于信号频率的两倍（fs≥2fa）。

以混凝土为例，假定电磁波速度12cm/ns,如果存在纵向6cm空隙，那么信号频率2GHz，要求采样频率大于（或等于）4GHz，此时的采样率应小于（或等于）0.25ns。如果时间窗口为100ns，那么采样点数应不小于400点。

（4）测点点距

测点点距根据需要解决的地质问题决定，一般每个异常体必须有5条以上的扫描通道过。

考虑到解决问题的精度，隧道衬砌检测中，采用400MHz屏蔽天线时，一般两个扫描线

之间距离为3-6cm时，在雷达记录上横向尺寸20cm缺陷肉眼可以识别，过大或过小都影响记录面貌。

（5）距离记录方式

隧道检测一般采用时间记录方式，手动打标记，在检测运营隧道时，可以结合测量轮进行距离校准。不论采用什么记录方式，都要求5m做一个标记，并每隔50m或100m进行一个距离校准。

（6）天线发射、接收间距选择（对不屏蔽天线而言）

当使用分离式发射，接收天线时，适当选取发射天线与接收天线之间的距离，可使来自

目标体的回波信号增强。对于偶极天线，接收方向增益在临界角方向最强，因此天线间距的选择应使最深目标体相对接收天线与发射天线的张角为临界角的2倍。

4.3现场检测注意要点

仪器参数确定后，就可以开始检测工作。检测过程中，必须注意一下几点，以保证检测数据的合理性和真实性：

4.3.1密切注意雷达图像的变化，对图像异常段做好记录，必要时进行复检。

4.3.2控制天线耦合情况，保证天线密贴检测面，减少晃动。

4.3.3保证检测车平稳匀速直线行进，中间尽量减少停顿，并记录停顿位置。图4-6是检测运营隧道拱腰部位时，利用三个人扶持天线，保证天线处于正常的行进工作状态。

图4-6 利用三人扶持天线进行检测

4.3.4天线的取向

天线的取向要保证电场极化方向平行于目标体的长轴或走向方向（天线上已经用箭头标出）。此处在检测中应尤其注意。

4.4雷达操作注意事项（SIR-3000 型雷达） 4.4.1整套雷达仪器系统应注意防水防尘防震。

4.4.2更换设备部件（如电缆、天线、打标器、测距轮等等）要求无电操

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