专版Ｉ箍震磊 技术专版 浅谈地质雷达在隧道检测中的应用 杨丛森 摘要：本文主要以讲述雷达工作原理及如何使用雷达进行隧道检测进行分析。 关键词：地质雷达；隧道；检测；应用 刖舌 随着时代发展和科技进步，雷达技术应用日益广泛，在公 路工程领域，雷达技术应用于桩基、钢筋探测、隧道衬砌等隐蔽 工程的检测，本文重点以汕梅高速公路莲花山隧道衬砌检测为 例，阐述地质雷达在公路工程领域的应用。 １检测设备与工作原理 １．１检测设备 本次检测所使用的仪器是由美国ＧＳＳＩ公司生产、劳雷公 司销售的ＳＩＲ一２０型地质雷达仪如图１所示。该款仪器是新型 的地质雷达，该款雷达检测分辨率高，便于进行大数据量、高密 度的连续扫描探测，并可实时绘出彩色波形剖面图。 １．２仪器构成 本次检测所使用的ＳＩＲ一２０型地质雷达由主机（包括便携式 电脑）、收发器、收发天线、电瓶（专用电源）、信号线、电源线、打标 器连接线及系统软件、后处理软件、专用笔记本微机等组成。 １．３工作原理 地质雷达是使用甚高频至超高频段的地下电磁波反射探 测技术。工作原理如图１所示，即发射器通过发射天线向衬砌 与围岩中定向发射电磁波，电磁波在传播的路径上当遇到有电 性（介电常数和电导率）差异的界面时即发生反射，从不同深度 返回的各个反射波由接收天线和接收器所接收，另外还最先接 收到从发射天线经两天线所在介质的表面传播到接收天线的 直达波，并作为系统的时间起始零点。经过信号处理之后，对于 直达波之后反射回来的各个不同时间的反射波，取其时间之 半，乘以相应介质的电磁波传播速度即为反射目标的深度。再 根据反射信息特征（反射波强度、反射波组合特点以及横向、纵 向变化等）判别反射目标的性质。衬砌与围岩、围岩中的空洞或 欠密实区、围岩中的含水区等均为良好反射界面或目标体。 图１ ＳＩＲ一２０地质雷达 ２地质雷达检测 衬砌混凝土厚度决定了隧道的安全性，同时衬砌背后空洞 １７４ 广东科技２０１０．３总第２３３期 和回填不密实可能造成隧道承受偏压荷载和应力集中，很大程 度上影响结构的安全性，此外隧道渗漏水引起衬砌混凝土材料 发生劣化和钢筋锈蚀，可能对衬砌结构的力学性能产生影响， 为了进一步了解衬砌混凝土结构和衬砌背后填充情况及冲刷 产生的空洞分布情况，隧道病害检查组利用地质雷达对衬砌及 背后充填情况进行了检查。 按照隧道检测线位置及数量等相关要求参照隧道地质雷 达检测范例，对所检测地段沿隧道纵向分别在拱顶、左右拱腰、 左右两侧边墙布置５条纵向测线进行连续探测，可获取对应纵 向测线ｌ卜的二次衬砌厚度数据及其它相关资料（如图２）。面向 隧道出口方向（桩号增大方向）从左到右各测线依次编号１ ５ （如图３）。 矗 ｔ Ｈ Ｕ磷地－脉冲 选 波呐ｋ利川键砧矗 时 自ｔ 蝌【Ｉ的休 ＼ ５－６ 【±也Ｊ ｆ ，／４ｚ ４－一、・ 啦托 Ｉ范Ｊ桃垃嗍 搬刺物划 ｆ定柏“『 ｍⅡ站艟￡ 油” 越 时 ｌＪ嚣 、 图２探地雷达工作原理示意图 匝 匮 ／／／一、＼＼ 一（ ．）一 图３地质雷达检测线布置图 如图３拱顶测线（编号测线３）位于隧道横断面中心，高度 ７．Ｏｍ左右，测线１与测线５位于左右两侧边墙上，高度在水沟 以上１．２ｍ，左右两侧拱腰测线（编号测线２、测线４）高度为 ５．５ｍ。检测时，检测设备、人员均位于路灯检修车上，天线贴在 二次衬砌表面，按事先设置的检测线进行连续扫描探测，检测 时，由于汽车行驶时不能保证直线行驶，各测线位置也略有偏 移。 ３雷达波图分析 图４为莲花山隧道某条测线局部桩号范围内的雷达波彩 图，从图中可以看出０～３０ｃｍ厚度范围内，各结构层厚度基本一 致，质地比较均～，３０～５０ｃｍ范围内局部存在脱空，属于二衬后 脱空；７０～１６０ｃｍ范围内局部塌落区域回填不密实，１７０～３５０ｃｍ 范围内部分区域存在初支后的空洞。 建设行业莲 翥 Ｉ专版 地质勘测Ｉ 删‘ 关于加强矿产资源管理的实践与思考 梁卫国 摘要：本文以矿产资源管理问题为切入点，通过对国内以及未阳市煤矿矿产资源管理工作现状的客观分析，提出相应问题处理对策。 关键词：矿产资源保护；管理现状；实践与思考 矿产资源是人类生存的主要物质来源，是矿山企业赖以生 秩序稳定，前几年出现的矿产资源开发领域的违法违规势头得 存的物质基础。我国从资源总量上来说是一个资源大国，但人 到了有效遏制。但是，整顿矿产资源开发秩序，仅靠“规定动作” 均资源占有量却极低，不及世界人均占有量的一半，还存在着 还远远不够，必须依据本地实际，有“自选动作”。但是笔者认 贫矿多、富矿少，多组分矿多、单一矿少，地区分布不均匀以及 为，要真正管好矿产资源，最根本的是要有一个好的管理体制 地质矿产条件复杂等特点。矿产资源开发与保护已经成为影响 和管理模式。近几年，国内冶金矿山企业大力推行矿山整合、联 和制约矿山企业发展的突出问题：①全国矿山的资源回收率普 合重组，不断提高产业集中度，取得了很好的效果。通过整合， 遍偏低，已探明含量的矿产资源耗损严重；⑦矿产资源开发应 优势矿产高度集中，铁、铜、锌等几大矿种回采率均达到９Ｏ以 用领域不广，综合利用水平低，许多珍贵的有用组分大量流失； 上，选矿回收率也均达到８５％以耒阳市矿产资源管理的实践近 ③乱采滥挖、采富弃贫等掠夺性开采，破坏矿产资源的现象严 几年，未阳是煤炭企业通过认真落实科学发展观，在煤炭矿资 重；④只注重开发不注重保护，开发利用矿产资源过程中的环 源勘查、规划、开采、加工利用中做到了“在开发中保护，在保护 境污染和破坏严重；⑤矿山布局不合理，小矿多，大矿少，难以 中利用”，充分利用国家、省，市的政策及地方政府的支持，发挥 形成规模优势；⑥结构不合理，原矿产品多，深加工少，科技含 技术、装备、资金、人才优势，努力将资源优势转化为原料优势、 量低，产业链短，储备投入小。究其原因：①全社会的资源忧患 产业优势、经济增长优势、发展优势、竞争优势和效益优势。 意识、保护意识和国家所有意识比较薄弱；⑦合理开发和科学 １．１认真落实科学发展观，大力推进自主创新 利用的重视程度不够；③矿产勘查和储备基地建设滞后；④矿 耒阳地区有着丰富的煤炭资源，“十五”以来，耒阳是煤炭 政管理不力，绝大部分还停留在计划经济的管理方式中。因此， 企业针对自己的特点，深入开展了试验研究，取得了突破性进 如何合理开发和有效保护矿产资源成为当前各级政府、矿山行 展，开发出了具有自主知识产权的新工艺、新药剂、新设备。 业共同考虑和研究的主要问题。 １．２实施资源整合，使有限的资源得到合理开发利用 １我国矿产资源管理的实践 ２０世纪８０、９０年代，受“有水快流”的经济利益驱动，矿山 周边地区出现了许多个体、民营小矿点，形成了“大矿小开、一 过去我国先后进行了多次全国性的矿业秩序治理整顿，一 矿多开”的局面，造成了在开采过程中资源的损失浪费和环境 大批长期难以解决的“老大难”问题得到解决，矿山数量从过去 的破坏。针对这种状况，环保系统在部、省、市国土资源部门的 的２８万多个减至目前的１２万多个。２００５年以来，全国共查处 大力支持下，本着“尊重历史、依法、合理、有情”的原则，从保护 无证勘查１１７３起，无证开采１０７２８３起（次），越界开采７２２５ 和充分合理利用资源的目的出发，采取市场化运作的方式，对 起，非法转让矿业权２１１９起，依法关闭矿山３７７０８处，纠正越 耒阳地区的煤矿资源进行了整合，实现了对矿产资源的集中控 权发证３４８个，查处管理方面的违法违规行为８８５起，追究刑 制，使矿区生产环境日益改善，为推动企业持续和谐发展创造 事责任２１５４人。通过这些‘规定动作”，许多地区矿产资源开发 了良好的条件。逐步实现了在“开发中保护，在保护中利用”的 波长较短，一般用于浅表探测，相反，低频雷达波长较长，一般 用于深层探测，隧道二衬检测一般使用高频雷达，高频雷达由 于波长较短，随着探测深度的增加雷达波衰减较快，从图中也 可以看出，初支反射界面相对二衬层较不清晰，故其厚度值与 实际值存在一定误差。当然，高频地质雷达的无损探测功能显 然已能够满足隧道二衬及衬后情况的探测。 参考文献： ［１］《：｝山梅高速公路莲花山隧道检测报告》 图４ （作者单位：广东省路桥建设发展有限公司） ４雷达检测后评价 地质雷达又称探地雷达，有高、中、低频的区分，高频雷达 １７５ 广东科技２０１０ ３总第２３３期
