地質雷達在隧道病害檢測中應用價值分析

張 勇

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司)

1 地質雷達簡述

地質雷達其實是一種電磁技術，其主要的作用為地下介質光譜的明確，其工作的原理為基于電磁波脈沖可于地下傳播這一原理來實施工作。簡單地講就是借助于發射天線把電磁波脈沖發出，當其在地下進行傳播時會被介質介面所反射，接著由接收天線來接收上述電磁波脈沖。由于在介質中進行電磁波的傳播時，不管是電磁波的波形，還是其路徑與磁場強度，均會隨著所經過的這一介質幾何形態與性質而發生相應的改變。對此，在檢測中，可結合所接收到的關于波的實際波形資料、雙程走時以及幅度等相關信息，對介質結構進行綜合評判。

2 地質雷達在隧道病害檢測中應用價值分析

2.1 工程案例簡述

該隧道工程為黃土隧道，其運營的時間超過6年，在運營過程中，出現了不同程度以及類型的病害，其病害主要表現如下:洞身出現了較多的裂縫，隧道洞身出現了較為嚴重的滲水問題與漏水問題，隧道洞身襯砌混凝土出現了嚴重的腐蝕問題，路面的受損較為嚴重等。此外，在隧道洞內滲漏水的檢查與調查中，發現其滲水的位置主要是施工縫，由此可見，該該隧道部分防水板以及止水帶已經被破壞，需重新進行配水系統的設計與設置，以此把隧道襯砌背后積水有效地引排到洞外。

2.2 檢測

(1)檢測方式。基于上述內容，為進一步了解與掌握該隧道病害程度和現狀，在本隧道工程中決定采用地質雷達對上述滲水較為嚴重的位置進行檢測，檢測具體位置為隧道下行線XK29 +090 ～XK29 +310，所分析的內容主要為襯砌背后有無富水區以及其具體面積大小。在檢測過程中，于左右邊墻分別設置了兩條相應的測線，其中左邊墻測線所處位置和檢修道蓋板之間的距離為1 m，右邊墻測線所處位置和檢修道蓋板之間的距離為2.5 m。同時在左拱腰以及右拱腰分別設置一條測線，在拱頂設置一條。

(2)檢測結果。在本次檢測中，通過綜合分析所采集到相關雷達數據以及圖像，發現在該段中襯砌背后含水量比較大的區域在XK29 + 267 ～XK29 + 310 區間，整個段長為43 m，但未存有富水區。而富水區則處于XK29 + 090 ～XK29 +267 這一段，所得檢測結果如表1 所示。

表1 隧道下行線的富水區雷達檢測結果

2.3 原因分析和處理措施

(1)原因分析。從表1 中的數據來看，該隧道工程XK29 +100 ～XK29 +310 段的地下水比較豐富，由于洞側蓄水，再加上其水位也比較高，因此造成洞身附近圍巖的含水量相對較大，從施工資料來看，其圍巖含水量已達到了29.5%，而這也是該隧道工程洞身漏水以及滲水最為主要的因素。同時再加上洞頂居民生活用水、洞身左側常年積水等，也為該隧道出現滲水問題埋下了隱患。除此之外，中央排水溝的堵塞，在冬季排水管的凍結造成排水系統出現堵塞，使得地下水不可有效排除，最終積壓遇到洞身，造成地下水沿著襯砌縫或者施工縫等流至隧道的內部，使得隧道出現滲漏水問題。

(2)處理措施。充分利用該隧道原有的排水系統，確保其所具清淤以及疏通所用得以充分發揮。在隧道滲水較為嚴重的位置，每隔大約5 m 側墻的施工縫位置進行飲排水暗槽的設置，如果滲水點沒有在施工縫，則在滲漏水的具體位置進行飲排水暗槽的設置，基于原結構所設電纜槽，在縱向進行排水溝的設置，所設置的引排水暗槽于拱腳位置應該和新增設的這一排水溝相通，且和外部的排水溝連接，從而使隧道中的水得以及時排出。同時還可采取鑿槽封堵的方式，對于滲水不嚴重的裂縫可用防水混凝土來實施封堵，而對于比較大的裂縫，且滲水也比較嚴重的，則在鑿槽封堵以后利用聚氨酯溶液來實施止水注漿。除此之外，還要做好相應的保溫工作，以免因滲水結冰造成排水溝或者排水管堵塞，繼而造成滲水回流而出現更為嚴重的滲水問題或者路面結冰問題。并且還應增強隧道襯砌結構的防水性能，在實施補強以后，全部隧道均重新進行防水裝飾涂料的涂刷。

2.4 應用價值分析

從地質雷達技的實際應用情況，所獲檢測效果良好，其應用價值主要表現為以下幾個方面:(1)地質雷達檢測方式快速，且對隧道病害進行準確地檢測，尤其在隧道滲水病害的檢測上，可對隧道安全性進行合理且客觀地評價，以此為隧道病害診斷提供更為合理的依據。(2)在本次工程中，通過地質雷達檢測技術的應用，更為深入地了解了該工程隧道滲水病害程度，同時基于此，通過采取具有針對性的處理措施，使得該隧道工程病害問題得到了有效地解決。(3)根據地質雷達所采集到的圖像以及數據，通過合理且科學地分析與處理，超前預測隧道工程可能出現的各種病害。

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