探地雷達在隧道工程檢測中的應用分析

論文類別:工學論文 > 工程建築論文
論文作者: 張業鋒
上傳時間:2010/6/9 9:18:00

  摘要:隧道是修建在山嶺、河道、海峽及城市地面以下,供車輛、行人、流水、管線通過,或用作采掘礦藏、軍事設施、人防設施等的地下通道和構築物。它能穿越地表的障礙,並有縮短線路、防空襲、容易調溫和不占地面空間等優點。隧道工程的檢測是一項技術要求高,而且相對危險的工作內容,探地雷達作為一種新型的檢測儀器,現已被廣泛應用於隧道工程檢測中,其具有操作安全、獲取數據準確、真實、便於攜帶等特點。本文就探地雷達在隧道工程檢測中的應用進行簡要的分析。
  關鍵詞:探地雷達;隧道工程;檢測;應用;分析
  Abstract: The tunnel is the construction below the mountain ridge, the river course, the channel and the urban ground, for the vehicles, the pedestrian, the running water, the pipeline passes, or serves as the excavation mineral resource, the military installation, the civil air defense facility and so on underground walk and the construction. It can pass through the surface the barrier, and has the reduction line, the air raid defense, easy space of planes merits and so on to adjust temperature and not to occupy a land area. Tunneling examination is a specification is high, moreover the relative danger’s work content, searches the radar to take one kind of new instrumentation, widely was already applied in the tunneling examination, it has the operational safety, the gain data accurately, real, to be advantageous carries and so on characteristics. This article searches radar's to carry on the brief analysis in tunneling examination application.
  Key words: searches the radar; tunneling; examination; application; analysis
  
  1探地雷達在隧道工程檢測中的工作原理與作用
  探地雷達又稱地質雷達,是一種新興的高分辨率物探設備。探地雷達是在20世紀70年代由美國開始組織研發的,80年代後期,伴隨電子技術、計算機技術與數據處理技術的高速發展,探地雷達技術才取得了突破性的進展。在國內隧道工程中,探地雷達現已被廣泛應用於地質檢測等施工環節。
  在隧道工程檢測中,探地雷達有效應用了現代非侵入性探測技術,即不必將傳感器放入隧道檢測介質內,就可以安全的在地面與地下進行各種現場數據檢測操作。探地雷達由於采用了寬頻帶、短脈沖和高采樣率,其探測分辨率高於其它地球物理探測手段,又由於采用可程序高次疊加和多波形處理等信號恢復技術,大大改善了信噪比和圖像顯示性能。在隧道工程檢測中,探地雷達的工作原理主要是借助探地雷達所產生的高頻電磁波,以寬頻帶短脈沖形式通過天線向地下發射,並在巖層中透射,遇反射目標後返回地面,由接收天線接收。探地雷達具有安全、高效、便於攜帶等優點,但是它探測的目標距離普遍較短,難以進行較深隧道的檢測工作。
  探地雷達在隧道工程檢測中的應用,其所具有的作用是十分重大的。探地雷達不但可以提高隧道工程檢測的安全系數,而且有效保證了隧道工程檢測數據的科學性和可靠性,這對於隧道工程的開展和進行都是極其重要的。探地雷達是現代隧道工程檢測中所應用的主要科學儀器之一,探地雷達的應用對於推動隧道工程建設和工程建設行業的發展也具有深遠意義。隧道工程多是在較深的地下進行施工和操作的,其危險系數自然相對較大,傳統的隧道工程檢測多是由技術人員深入到隧道深處,這樣必然會引起安全隱患和工程事故的發生。探地雷達的運用,技術人員只需掌握和熟悉設備的操作流程,就可以在短時間內獲取所需的各項數據,並且可以確保數據的全面性和準確性。隨著電子技術和計算機技術的不斷發展,探地雷達的探測深度,在復雜條件下的分辨率將會進一步提高,在隧道工程檢測中發揮更大的作用。
  2探地雷達在隧道工程檢測中應用實例
  探地雷達在隧道工程檢測中應用的範圍比較廣泛,基本可以保障隧道工程所需各項檢測數據的獲取。探地雷達在國內隧道工程中的應用已逐漸被重視和發展,探地雷達功能的完善性是其他儀器所無法比擬的。本段將列舉探地雷達在隧道工程檢測中應用的兩個實例,以全面展現探地雷達的功能全面性和應用範圍之廣。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com   2.1隧道襯砌結構檢測
  隧道工程施工中,在加固處理拱頂空洞病害泵送混凝土過程中,往往會因機械設備所造成的壓力過大造成襯砌結構的破壞,如不及時進行檢測與修復,必然會留下隧道工程施工安全隱患。襯砌結構經常會由於巖體受力斷裂而出現小型斷裂的現象,由於襯砌結構裂隙內有不同成份、不均勻的填充物,與周邊圍巖形成電性差異,因此具有采用地球物理探測的基礎,而探地雷達則是有效實現襯砌結構檢測的主要儀器之一。探地雷達有效應用了現代非侵入性探測技術,通過發射高頻的電磁波,以寬頻帶短脈沖形式獲取相應的襯砌結構小型斷裂的相關檢測數據,並且具有較高的準確性和真實性。如果在隧道襯砌結構的檢測中,難以全面掌握小型斷裂部分的位置及危害性,必然導致隧道工程在建設或使用過程中出現塌方的現象,其所造成的經濟問題和社會危害是難以估量的。隧道工程中對於襯砌結構的檢測,關系到隧道工程的施工安全,以及隧道的使用性能等諸多問題,必須引起工程施工單位與監理單位的高度重視。
  2.2隧道初襯與圍巖間脫空的檢測
  探地雷達在對隧道初襯與圍巖間脫空進行檢測時,主要是應用在巖層中透射的原理,遇反射目標後返回地面,由接收天線接收而獲取相應的各項數據。如果隧道襯砌無缺陷,隧道初襯結構雷達波形特征,電磁波在地層同一界面中的傳播是不斷衰減的,然而當進入另一界面時,由於介質介電常數之間存在的差異,因此所產生的反射波也會有所變化,這種反射波的變化不是很強,但是當將其反映在雷達圖像中則會觀察到明顯的不同。探地雷達對隧道初襯與圍巖間脫空的檢測,對於隧道工程施工工作的安全開展和進行是很重要的。如果隧道初襯圍巖間存在脫空的現象,而在工程檢測中未能及時的發現,進而制定相應的技術措施和手段,必然會影響到隧道工程施工人員的生命安全,以及整個隧道工程項目的建設進度和工程質量。在隧道工程建設中,在應用探地雷達隧道初襯與圍巖間脫空的檢測中一定要註意對各項數據的分析和研究,進而制定出完善、合理、科學的施工計劃和方案。
  3探地雷達應用技術的智能化發展
  探地雷達現已被廣泛應用於各類隧道工程檢測中,其應用技術必須向智能化的方向發展才能符合隧道工程檢測不斷提出的新標準、嚴要求。探地雷達應用技術的智能化發展,代表著隧道工程行業技術應用的高水平階段,是隧道工程行業傳統檢測技術與現代信息技術完美結合的產物。探地雷達應用技術的智能化是指以隧道工程建設項目為平臺,以現代隧道工程技術系統、信息自動化為骨架的隧道工程與信息技術的綜合體,是隧道工程技術應用科學發展與全面創新的必經之路。
  探地雷達應用技術的智能化發展,及其輔助功能綜合化和自動化的逐步實現,為隧道工程技術人員與施工人員提供了一個更為安全、方便、穩定的地下施工環境,並且進一步增強隧道工程建設高效、經濟、節能的新時期特點。因此,探地雷達應用技術的智能化發展必然受到世界範圍內的重視,並逐漸成為隧道工程領域中的一個新的技術應用類型,而被應用於更為廣泛的領域。
  目前,國內隧道工程建設行業對於先進科學技術的應用逐漸呈現出全方位、多角度、立體化的發展趨勢,並正處於與世界隧道工程行業先進技術的融合和交匯過程中,必將得到進一步的發展與完善,基本滿足現階段我國隧道工程行業對於新技術、新設備的要求。但是,隧道工程檢測技術管理人員切不可固步自封,在積極應用探地雷達、地下探測儀等先進儀器的同時,還要堅持發揚與時俱進的創新精神,不斷對現有的隧道工程檢測技術進行全面的改革與創新,以促進我國隧道工程建設行業的全面、健康、和諧、穩定發展。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
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