雷達(dá)技術(shù)是利用超高頻短脈沖電磁波探測介質(zhì)分布的地球物理勘探技術(shù)，在隧道勘察中應(yīng)用廣泛，其原理是發(fā)射電磁波，根據(jù)反射波分析隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)。，在隧道襯砌施工時，鋼筋保護(hù)層過薄會使電磁波在天線與鋼筋間多次反射，在圖像上呈現(xiàn)疑似脫空現(xiàn)象，如深度45厘米處可能出現(xiàn)此類情況，由此可檢測鋼筋保護(hù)層厚度及鋼筋位移等問題。，該技術(shù)還能檢測襯砌厚度、襯砌背后空洞以及初支鋼架分布等情況，已成為控制隧道工程質(zhì)量的重要手段，以“皇城隧道”工程為例，地質(zhì)雷達(dá)為其提供了有效的檢測方案。

一、地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隧道勘察中的應(yīng)用原理

地質(zhì)雷達(dá)是一種無損探測儀器，它依據(jù)電磁波脈沖在地下傳播的原理進(jìn)行工作。電磁波脈沖由發(fā)射天線發(fā)出，被地下介質(zhì)介面（或埋藏物）反射，由接收天線接收，然后將這些信號記錄下來，成圖顯示出來。由于不同地質(zhì)體的介電常數(shù)不同，當(dāng)電磁波遇到不同介電常數(shù)的地質(zhì)界面時會發(fā)生反射，雷達(dá)系統(tǒng)接收到反射回來的信號后，通過分析信號的時間延遲和強度變化，可以推斷出地下介質(zhì)的性質(zhì)、深度和結(jié)構(gòu)。因為電磁波在不同地質(zhì)體中的傳播速度不同，通過計算信號往返時間，就能估算出地質(zhì)結(jié)構(gòu)的位置和深度。

二、地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隧道勘察中的應(yīng)用方法

• 掌子面掃描：在隧道施工中，地質(zhì)雷達(dá)通常沿著掌子面進(jìn)行掃描，以獲取連續(xù)的地質(zhì)剖面圖像。通過對雷達(dá)圖像的解析，可以識別出斷層、破碎帶、溶洞、暗河等不良地質(zhì)現(xiàn)象，以及地下水分布情況。
• 提供地質(zhì)信息：
  • 地質(zhì)構(gòu)造：能夠探測出如斷層、破碎帶溶洞等不良地質(zhì)構(gòu)造的幾何形態(tài)、規(guī)模大小等情況。這有助于施工人員提前掌握掘進(jìn)前方的地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化情況，為合理安排掘進(jìn)進(jìn)度、修正施工方案、安排防護(hù)措施提供依據(jù)，避免險情發(fā)生。
  • 地下水情況：準(zhǔn)確探知地下巖層的構(gòu)造、礦物成分、地下水的含量和流動情況等情況，檢測深度可達(dá)到幾百米，這對隧道工程師在策劃和施工隧道的過程中克服難題很有幫助，特別是在野外水文地質(zhì)情況復(fù)雜的地區(qū)。

三、地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隧道勘察中的成果解釋與作用

• 成果解釋：地質(zhì)雷達(dá)的探測結(jié)果通常表現(xiàn)為雷達(dá)剖面圖，其中不同的反射界面代表了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分界面。專業(yè)人員通過解讀這些圖像，可以判斷地質(zhì)特征、確定地質(zhì)構(gòu)造的形狀和規(guī)模，為施工方案的調(diào)整和風(fēng)險防范提供依據(jù)。
• 實際作用：
  • 降低施工風(fēng)險：實際工程案例證明，地質(zhì)雷達(dá)的使用有效地降低了隧道施工的風(fēng)險，提高了施工效率。它能及時、詳細(xì)地了解開挖掌子面前方的地質(zhì)情況，從而減少工程隱患并避免災(zāi)情的發(fā)生，如塌方、泥石流和大涌水等毀滅性的地質(zhì)災(zāi)害。
  • 優(yōu)化施工計劃：可以為隧道的路線、深度、斷面等設(shè)計參數(shù)進(jìn)行合理的確定，有助于隧道工程師避免出現(xiàn)設(shè)計不合理或地質(zhì)災(zāi)難等情況。在施工過程中也能幫助選擇正確的施工方案，避免土方開挖對隧道造成的影響。

四、地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隧道勘察中的優(yōu)勢

• 非侵入性：相較于傳統(tǒng)的地質(zhì)勘查手段，如鉆探、物探等，地質(zhì)雷達(dá)具有非侵入性的特點，能減少對隧道結(jié)構(gòu)的破壞。
• 高分辨率：可以對地下物質(zhì)構(gòu)造和形貌進(jìn)行高分辨率的探測，獲得精確的數(shù)據(jù)信息，能夠準(zhǔn)確識別出各種不良地質(zhì)現(xiàn)象。
• 快速掃描：測試速度快，可以在短時間內(nèi)檢測出較為準(zhǔn)確的地下物質(zhì)信息，對于隧道施工和維護(hù)具有大幅度提高效率的作用。

五、地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隧道勘察中的局限性

• 探測深度受限：只能探測到地下一定深度的地質(zhì)層，距離較遠(yuǎn)的隧道一般只能探測到其上部結(jié)構(gòu)。
• 結(jié)果解釋依賴人員經(jīng)驗：雷達(dá)探測結(jié)果的解釋依賴于經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員，且對地質(zhì)條件有一定的適用范圍。
• 復(fù)雜地質(zhì)條件下的問題：在復(fù)雜地質(zhì)條件下，電磁波的傳播和解釋的準(zhǔn)確性會受到影響，例如在一些特殊地質(zhì)構(gòu)造或者高導(dǎo)電性地質(zhì)體存在的情況下，地質(zhì)雷達(dá)的探測效果可能會大打折扣。

隧道施工中地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用案例

地質(zhì)雷達(dá)在復(fù)雜地質(zhì)中的表現(xiàn)

隧道勘察中地質(zhì)雷達(dá)與其他技術(shù)對比

如何提高地質(zhì)雷達(dá)探測的準(zhǔn)確性