Page 60 - 无损检测2025年第四期

王 斌：
SIR-4000 型地质雷达在隧道衬砌质量无损检测中的应用

反射信号振动幅度和反射系数成正比例关系，
根据隧道的特性和历史记录，设定一个适当的频率，
将反射系数描述为
ε - ε
R i = 1 2 （12）
ε + ε
1 2
式中： ε ，ε 依次为界面上、下介质的对应介电常数。 测线2
1 2
ε ，ε 的数值差距越大，反射系数值越高，反射波振
1 2 测线1
幅越强烈。
设置阈值和报警机制，只在需要时触发无损检
测，并匹配最优的SIR-4000型地质雷达反射系数值， 图 2 地质雷达测线布置示意
明确更精准的定位里程，完成隧道衬砌质量SIR-
4000型地质雷达无损检测技术设计。 50
40
3 实例应用与结果分析 30
时间/ns
以浙江省缙云县金谷至方溪道路工程中的大仓 20
山隧道为例进行隧道衬砌质量检测分析，该隧道位 10
处中低山区，进洞口在溪坑口村南部，横穿大仓山，
0
全程长度为2 995 m，最高埋深约为642 m。隧洞出
1 050 1 060 1 070 1 080 1 090
口位置是溪坑口村一河沟侧，河谷深度较大，地表 里程/m
修建乡村公路。出洞口处在金谷至方溪公路桩号 图 3 初始雷达检测剖面示意
K11+520的山沟侧方，地面高程约为290~294 m。
为进行精确分析，将图3划分为不同探测长度
隧址区出露地层主要为崩坡，包含黏性土、碎块石及
的图像，不同缺陷的检测结果如图4~6所示。
侏罗纪流纹质晶屑熔结凝灰岩。
隧址区位于余姚—丽水断裂带（F7）及周边范 50
围，余姚—丽水断裂在缙云县被分成F7-1、F7-2、 40
F7-3三支断层，F7-3支断裂处于隧址区内部，且被
进一步划分成F7-3-1、F7-3-2、F7-3-3三支，三支断 时间/ns 30
20
裂趋势基本平行，F7-3-2在隧洞洞身段穿过，断层带 脱空
10
宽度约为10~20 m。
大仓山隧洞在地下水位以下，基岩裂隙水较多， 0
洞室开挖时小断层中可能会渗水。断层F7-3-2范围 560 570 580 590 600
广，极易发生涌水。 里程/m
在该实例应用中，在大仓山隧道利用地质雷达 图 4 脱空雷达图谱示意
技术进行实地勘测，地质雷达测线布置如图2所示， 50
得到如图3所示的初始雷达检测剖面，横坐标表示 40
检测里程，纵坐标表示雷达波的探测时间，因探测距
离较长，仅能从初始图像内查看少数病害区域。将 时间/ns 30
里程定位偏差约束在0. 4 m之内，布置两条测线最 20
为适宜，且天线在每条测线上至少移动3次，完成隧 10
衬砌不密实
道衬砌扫描。 0
图 2 中，初支探测选用的天线频率为 700~
740 750 760 770 780
900 MHz，二衬检测频率为300~800 MHz，隧道底 里程/m
部的天线频率为100~400 MHz。 图 5 衬砌不密实雷达图谱示意
30
2025 年 第 47 卷 第 4 期
无损检测