地质雷达法检测隧道衬砌施工质量技术总结(4)

作。先连接系统各个部件，主机+电缆+天线+标记杆+测距轮，再接通电源开机；先关机再拆设备附件。

4.4.3发现仪器信号不好或怀疑仪器工作不正常，先关闭主机电源再检查电缆两端接头（电缆与主机的接头、电缆与天线的接头是否连接正确），检查完毕确认无误再接通电源开机。

4.4.4 SIR-3000仪器电板装入后，仪器即处于待机或工作状态（新SIR-3000开机时需按一下电源键），因此仪器如长时间（一周）不用或处于运输过程中，应把仪器电池取出。

4.4.5电池充电时要求220V交流稳压电源，详见《电池使用注意事项》，保护充电器和电池电瓶。电池或者电瓶，要做定期维护。建议每个月做充电放电。

4.4.6电缆线应绕圈收放，不能折叠。

4.4.7在工地现场注意保护仪器，避免人为损坏。电缆线应避免长期在地面磨损。

4.4.8雷达电缆为同轴电缆，不能被重车压。电缆不能受到重物压损，如发生意外，首先观察外表有无破损，再用万用表进行测量。

4.4.9电缆连接防止虚接。联机时注意电缆接口方向，电缆接头应与面板垂直，拧紧，与主机端旋转至红线处。天线端旋转至三个小卡槽露出，同时注意固定电缆。电缆与天线应用环行扣连接。

4.4.10仪器使用、搬运转移过程中，主机与天线注意防震。避免设备内部部件接触不良。仪器主机要装箱运输。

4.4.11天线系统应该轻拿轻放，或者测试过程中，防止长时间剧烈震荡破坏天线系统。

4.4.12 100M天线的长轴方向与电缆线垂直，成90度角。电缆不能与天线平行，不能在天线上面过，也不在天线下面过。主机系统放置在3-5米范围意外。电缆不能绕圈，防止线圈产生交变电磁场干扰。

4.4.13整套雷达系统应尽量远离高压线缆，防止强电磁干扰对仪器系统造成损伤。

4.4.14测试中遇到照明电缆，要远离照明电缆。建议关闭照明电以后再进行雷达测试。

4.4.15避免雨天操作。工区有水的情况下，天线、电缆接头要做防水处理，利用防水布保护天线。100兆天线尤其要做防水处理。用防水布保护。在南方潮湿地区操作，测量完毕后，在室内应对仪器主机进行通电加热除湿。

4.4.16整套仪器系统保持整洁干净。使用完毕清除仪器表面附着的灰尘泥土。

4.5外界因素对雷达图像的影响

检测过程中，需要密切注意周围环境，对可能影响雷达检测的外部因素进行详细记录，以便在资料处理时有目的地排除外部影响，降低误判几率。

4.5.1大型机械设备和避车洞、下锚段的影响

大型机械设备为铁磁性介质，避车洞、下锚段处由于高度变化，天线离开混凝土表面，中间存在空气介质，铁磁性介质和空气介质相对于混凝土来说，介电常数差异很大，因此随着天线向它们靠近，雷达图像中会出现斜向波组，并且能量越来越强。

图4-7是通过避车洞时的一幅雷达图像，避车洞两侧洞壁形成交叉波组。

图4-7 通过避车洞时的雷达图像

4.5.2天线的行进方向和耦合状态

检测过程中，要求行进平稳，直线前进，但在实际工作中，由于车辆颠簸，很难做到天线直线行进，加之受摩擦力的作用，天线又常常倾斜，行进中常常出现如图4-8和图4-9的情况。

图4-8 天线行进过程中发生摆动

图4-9 天线倾斜行进

天线曲线前进，相当于加大了测点点距，测点里程难以与实际里程对应，会给资料解释带来误差。天线倾斜时，由于没有完全密贴混凝土表面，会使雷达图像出现干扰。

图4-10是天线倾斜时的雷达图像。天线倾斜时形成强烈的多次反射波，反射波的能量随时间增长而增大，如果连续时间过长，资料将无法进行分析，必须进行复测。

图4-10 天线倾斜时的雷达图像

4.5.3外界电磁干扰

外界电磁干扰包括机械启动、对讲机通话等，图4-11是对讲机的电磁干扰，

大型机械启动时的干扰特征与此相似。

图4-11 对讲机对雷达信号的干扰

4.5.4水的影响

隧道内部由于通风不畅，潮湿的空气常常在洞壁凝结成大量水珠，这种条件下进行检测，相当于在天线和混凝土之间多了一层耦合剂。由于水的介电常数远远大于空气和混凝土，致使采集信号初至时间增加，如果对这段衬砌的检测条件没有进行记录，分析过程中常常增大混凝土的厚度。

五、雷达数据处理 5.1地质雷达数据处理要点 5.1.1雷达波形特征

图4-12为隧道衬砌与结构层位雷达反射波相特征图

图4-12 隧道衬砌与结构层位雷达反射波相特征图

5.1.2雷达数据分析处理关键

雷达资料的解释过程就是通过对雷达剖面的分析解析，择取有用的地质信息。

数据处理的目的一是抑制随机的和有规律的干扰，最大限度的提高雷达图像剖面上的分辨能力，通过提取电磁回波的各种有用参数，来解释不同介质的物理特征。如基于不同频率的各种反褶积技术，确定性反演滤波、递归滤波、最小平方滤波和子波处理等。数据处理的另一目的是将数据元素重置以补偿由于来自不同方向对的反射迭加产生的空间畸变，如偏移处理等。

数字分析处理是雷达剖面图像解译的关键步骤。

根据数据检测的目的，选择合理的数字处理方法，突出目的层。常用处理方法一般有静校正、去直流、道平衡、道间平滑、反褶积、增益调节以及插值等，目的在于以下几个方面：

（1）取多次重复测量平均以抑制随机噪声；

（2）取邻近不同位置的多次测量平均以压低非目的体杂乱回波，改善背景； （3）自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波；

（4）滤波处理或时频变换以除去高频杂波或突出目的体，降低背景噪声和余振影响；

（5）时域的一维、二维空间滤波等等。 5.1.3拾取反射层

地质雷达资料的地质解释就是通过对波形进行处理，拾取反射层，识别各地质结构层的反射波组特征，主要判断依据如下。

（1）反射波组的相同性

只要地下介质中存在电性差异，就可以在雷达影响剖面中找到相应的反射波与之对应，同一个波组的相位特征，即波峰、波谷的位置沿测线基本上不变化或以缓慢的视速度传播，因此同一个反射体往往有一组光滑平行的同相轴与之对应。

（2）反射波形的相似性

相邻记录道上同一反射波组形态的主要特征保持不变。 （3）反射波组形态特征

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