探讨雷达无损检测技术在公路隧道支护结构检测中的应用

探讨雷达无损检测技术在公路隧道支护结构检测中的应用

徐天檄

云南特斯特建设工程检测有限公司云南昆明650216

摘要：自从雷达技术发明以来，已经在很多领域上都有了广泛的应用。雷达技术中的雷达无损检测技术是最新研究出来的极为先进的技术，此技术在进行路基和路面的物理力学的指标上进行无损检测的应用开始于上世纪的80年代末。而我国将雷达技术应用于路基和路面物理指标的无损检测是从上世纪90年代末开始的，我国对这种技术的应用已经有了很大的进步，特别是随着我国国力的飞速发展，此技术在进行公路隧道的支护结构的结构检测已经有了非常广泛的应用。

关键词：雷达；雷达无损检测技术；公路隧道；支护结构；应用

1.引言

雷达无损检测技术是科技含量极为高的一项技术，雷达无损检测技术与传统的检测技术相比，在使用成本上有着很大的优势，检测的结果也更加的准确，检测的形式也变得十分方便等优点。现今，新型的雷达检测技术能够在铁路建设，地铁运行和水利工程的建设等工程上面都有十分广泛的应用。在公路隧道的检测过程中，雷达无损检测技术也有了应用。我国对雷达无损技术已经有了很大的重视，此技术自从进入了我国便有了很大的应用与发展。由于我国的公路建设也随着国力的提升有了很大的进步，雷达无损检测技术在进行隧道支护结构检测上的应用也更加地深入。本论文主要内容就是探讨分析在公路支护结构的检测中雷达无损检测技术的应用和发展。

2.对雷达无损检测技术定义的分析和公路隧道上的推广

那么什么是无损检测技术呢？无损检测技术是非破坏性的检测技术，该技术的原理是采取一定专业手段能够避免对将要被检测的物质或者检测物的物理上的形态和化学方面的性质造成损坏，并且能够检测出被检测物性质方面的信息。相比于传统采用地震波的方法只是通过锤击或者是引爆微量的炸药来产生专业的震动辐射波进行检测，雷达无损检测技术是利用自身的激振方法来产生雷达波进行检测的。具体的检测方法是工作人员通过专门的设施设备向路基路面直接发射出专业的射频电磁波，工作人员在对发射出的电磁波的传播规律进行专业的分析与研究。根据射频电磁波的传播规律还有着入射、反射与衰变的特点，工作人员利用这些特点就能获取被检测物的采集样本和信号，这些检测结果在通过工作人员使用专门的硬件和软件装置还有专业的显示系统进行处理产生最终的检测结果。雷达无损检测技术得出的检测结果能够为公路隧道建设的质量检测起到作用。

当前，在我国公路建设的行业内，相关的部门还没有制定出完整的对检测技术运用的监管制度和法律法规，现阶段的检测工作还是在《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》的监管下进行的。因此由于法律法规和规章制度的不完全，全国各省市在国家的宣传下，将雷达无损检测技术广泛投入到了全国的公路隧道的检测中。比如由于福建省的公路隧道的建设有着山脉多，隧道多和地势也相当不平坦的自然因素，浙江省在2008年的5月份就依据了上文中所提到的《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》中的制度规定制定了《公路隧道地质雷达检测技术规程》，这项规定通过实际的操作建设中的无数次的应用得到了完善，这就为我国的雷达无损检测技术在公路隧道支护结构的检测中起到了积极的作用。

3.在公路隧道检测的过程中雷达无损检测技术的应用

对公路隧道质量的检测过程包括着以下几项内容：对材料和开挖质量方面的检测、对防排水的质量的检测、检测初期的支护施工质量的好坏、对施工监控的检测还有对通风质量和照明质量的检测等内容。这些检测中最重要的内容就是对公路隧道的支护结构的检测，对公路隧道的支护结构的检测质量直接决定着进行公路隧道工程建设时能否顺利，并且防止在建设的过程和后期维护中产生的一系列的问题。所以为了保证公路隧道的建设工程就将雷达无损检测技术引入了对公路隧道支护结构检测中去，该技术的应用分为地质雷达法的检测方法和隧道锚杆质量声波反射法原理检测技术这两项技术组成。

3.1隧道锚杆质量声波反射法的操作原理和使用分析

隧道锚杆质量声波反射法的原理是通过对锚杆的锚固机理、专门的力学模型和声波反射法的结合。进行一系列的试验和探索来对不同情形中的锚杆声波反射进行总结和分析，由此进行公路隧道支护结构质量的检测。

3.2对地质雷达法检测技术的应用分析

地质雷达检测技术是近些年来逐渐发展起来的检修技术，该技术逐渐应用到了公路隧道的检修中。地质雷达检测技术的作用是用来进行公路隧道的衬砌层的厚度检测，最主要的是用来检测公路隧道中的衬砌层厚度、对衬砌层内的钢筋质量的检测和对钢拱架的主要分布的情形等方面进行检测并且做出分析。对公路隧道支护结构检测采用地质雷达技术有着以下三个目的：首先是检测隧道中存在的具有不规则形状的岩面和在初衬和二衬之间是否有具有没有作用的空隙；第二个检测目的是用来检测在初衬和二衬之间的厚度是否符合专业的标准；第三个目的是用来检测在公路隧道的建设工程中使用的钢筋与钢骨架等材料有没有达到规定的标准。

3.3进行地质雷达检测过程中的一些注意事项

在使用地质雷达检测法的过程中主要是采取发射天线（T）向着地下发射出高频率的特定的电磁波，发出的电磁波经过物质反射后再由接收功能天线（R）接收来对公路隧道支护结构进行检测。由震源经由震动产生的电磁波经由专业的天线定向形成具有相应角度向路基路面进行发射。发射的过程中，少量的电磁波会被工程中的路面和空气面反射，还有一部分的电磁波会向地下进行穿透，在穿透的过程中可能会碰到形状不相同的各种物体进而形成了程度不一的折射现象，这些经过折射的电磁波就会折射入第二个界面中（指的是面层和基层界层中）时，就会形成第二次的反射，由此进行下去就会形成电磁波的循环。

在对相关的数据进行采集和收集时，第一步是先根据被检测物体的具体状态。综合相关的分辨率、穿透率和相关的介质吸收的系数来考虑，再与进行工作的专业的检测工人相结合，进行天线的选择（轻便、硬度大），这样就会为将要进行的检测工作打下良好的基础。第二步是在选择好了合适的天线之后，就对检测现场进行初次了解，并且制定好非常准确的参数。第三个方面是利用厚度反求速度法和雷达宽角测量方法来制定专门的波速，这样就能防止在检测的过程中出现不稳定的问题。最后一方面，就是要对那些能够影响仪器使用的物质进行排除，至于有的无法清除的东西，比如必须使用的电线等，就可以使用事前标记的方法，这样就能检测干扰物影响的电磁波的传导方向，这样就能进行更加准确的检测。

4.结语

通过前文的分析研究，现代的检测技术与传统的检测方法相比有着巨大的优势，传统的检测技术已经有所落后。传统的公路隧道检测技术已经不能满足现阶段的公路检测，所以必须要积极研发公路隧道的检测技术。雷达无损技术就是非常合适的一个方向，这种技术能够保证在不影响施工进度的情况下进行精确的检测，并且雷达无损检测技术还能够保证检测结果的准确程度。公路的建设是一个国家的根本，同样，即使建设的过程十分顺利，在后期的维护和检修的过程也是至关重要的，所以必须加强检测技术的研发。好的检修技术对公路隧道的安全提供了可靠的安全保障，雷达无损检修技术已经在公路检修技术中占有了一席之地，并且其后的发展还将继续，逐渐成为最主要的检测技术。

参考文献：

[1]项雷.公路隧道检测中探地雷达图像自动解释算法研究[D].南昌：南昌大学，2013.

[2]刘振东.公路隧道隐伏病害快速无损检测与安全评价体系构建[D].青岛：中国海洋大学，2013.

[3]李松.公路隧道支护结构无损检测及安全评估研究[D].重庆：重庆大学，2015.