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地質雷達隧道工程論文

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地質雷達隧道工程論文

一、地質雷達測試原理

地質雷達一種利用電磁波信號在不同介質中傳播運動特性的寬帶高頻電磁波信號探測方法。地質雷達探測系統發射機將高頻電磁波以短脈沖、寬頻帶的方式,通過發射天線將其定向發射至地下,經過不同特質的地下巖層或目標體反射回地質雷達并由接收天線接收。高頻電磁波在巖層中傳播時,由于巖層所含介質的差異,導致其傳播路徑、電磁場強度及波形呈不同幾何形態,通過對時域波形的采集、數據整理及分析,可確定地下巖層界面或異常巖體的空間結構及其位置。隧道結構地質巖層具有明顯的電性差異,這是地質雷達應用的前提;這些界面可以形成良好的電磁波反射形態,是地質雷達在隧道襯砌質量檢測中應用的主要原理。

二、砼厚度的地質雷達探測試驗

試驗目的是分析地質雷達對鋼筋砼構件的檢測精度。試件尺寸為2m×2m鋼筋砼方柱,強度為C25,配合比(kg/m3)為水∶水泥(標號為325)∶粗骨料∶細砂=195∶464∶551∶1170。其中粗骨料為19~31.5、9.5~19、4.75~9.5mm,經篩分試驗確定3種規格的摻量分別為30%、60%、10%,形成連續級配。經檢驗,碎石為同顏色,不帶雜物,含泥量0.5%,壓碎值10.4%,符合規范要求。鋼筋主筋為直徑16mm二級螺紋鋼,間距93mm;箍筋為直徑10mm一級圓鋼,間距90mm。保護層厚度統一設置為40mm響了檢測精度,實際檢測精度可能更高,地質雷達對于不同介質界面的探測具有較高的精度,檢測結果較為可靠。

三、工程應用案例

工程概況某隧道位于贛南山區,為小凈距短隧道。隧道縱坡為單向坡,左、右線縱坡坡率分別為2.125%、2.1%。洞門均為1∶1.6削竹式。按新奧法原理設計為復合式支護襯砌結構。根據地質勘察揭示的圍巖情況,將洞身(包括緊急停車帶)劃分為FS3b、FS4a、FS4b、FS5a、FS5b、FS5c及明洞FSM等襯砌結構類型。試驗主要采用地質雷達對淺埋一般段FS4a襯砌施工質量進行掃描檢測。FS4a型襯砌的結構如下:初期支護為22藥卷錨桿(單根長3.0m),錨桿環距×縱距為1.0m×1.0m,噴射23cm厚C25砼,6@20×20cm雙層鋼筋網片,工字鋼(拱架)縱距1.0m;二次襯砌結構為40cm厚C30鋼筋砼拱圈,40cm厚C30素砼仰拱。檢測結果分析為地質雷達檢測10榀鋼拱架縱向間距的結果,為地質雷達掃描檢測初期支護砼噴射厚度的結果,為地質雷達掃描檢測二次襯砌砼鋼筋網片保護層厚度的結果。從表2來看,2#、5#、7#鋼架間距超過規范的允許偏差,施工方需在后續施工過程中嚴格控制鋼筋間距,確保鋼筋榀數滿足設計要求。

四、結語

利用地質雷達檢測鋼筋砼結構試件的保護層厚度,檢測結果精度較高,具有較高的可靠性,在工程實體無損檢測中具有較廣闊的應用前景。將地質雷達應用到隧道工程中,可真實反映隧道工程的施工質量缺陷,及時提醒施工單位加以修復或加固處理,為確保隧道施工質量提供技術保障。

作者:余輝王吉慶肖欽單位:江西省高速集團贛州管理中心

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