序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的地質雷達物探運用在公路建設中意義樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

摘要：隨著近些年地質雷達物探技術的不斷發(fā)展，其測試的準確性被交通行業(yè)所承認。部分省份交通主管部門已經(jīng)把地質雷達測試高速公路質量列為施工管理及交工驗收的必檢項目。地質雷達物探技術在隧道質量控制、橋梁鋼筋數(shù)量及混凝土裂縫、路面厚度等中都有應用，可以精準確定質量隱患的程度及具體位置，該技術應用在高速公路建設中使得質量缺陷無所遁形，是建設方質量監(jiān)督的重要檢測手段。

關鍵詞：地質雷達;高速公路;質量監(jiān)督;建設交通

行業(yè)對地質雷達測試高速公路質量認可度較高，其常用于隧道質量控制（管棚數(shù)量、鋼筋數(shù)量、拱架數(shù)量、襯砌厚度、背后空洞、仰拱厚度）、橋梁鋼筋數(shù)量及混凝土裂縫、路面厚度等，并且在交工驗收和超前地質預報中也經(jīng)常使用，地質雷達物探技術屬于無損檢測技術范疇，其在施工質量過程控制、日?；驅ｍ椯|量督查中發(fā)揮重要作用，使質量缺陷、質量問題及違規(guī)行為無所遁形，是現(xiàn)階段高速公路建設中極其重要的檢測手段，行業(yè)內已經(jīng)有不少建設單位將地質雷達檢測隧道質量直接納入第三方中試檢測工作內容，同時作為隨時開展督查的利器。

1地質雷達技術的發(fā)展

我國從20世紀80年代中期開始進行探地雷達技術的研究和試驗，最初用于軍事地雷的探測。經(jīng)過十幾年的研制攻關，在雷達硬件設備、信號處理、目標成像等方面取得重大進展和突破[1]。特別是最近10年，通過大批引進國外技術同時進行國內改造孵化，我國的地質雷達的分辨率和清晰度及三維層析成像技術都達到世界領先水準，設備使用率及普及率大幅提升。地球物理高新技術方法是經(jīng)過十余年而發(fā)展起來的，地質雷達以其分辨率高、定位準確、無損快捷、方便經(jīng)濟、實用性強?，F(xiàn)已成功地應用于工程質量檢測、文物考古探測、水文地質調查、地質勘察、生態(tài)環(huán)境檢測、礦產資源調查、城市地下管網(wǎng)普查等眾多領域，在工程質量檢測及物探領域應用不斷被拓寬深耕，得到廣大工程建設者的認可，交通運輸部、水利部、住建部等多部委均在不同規(guī)范中引入該測試方法用于質量控制。

2地質雷達技術在高速公路上的應用

近年來，在高速公路建設中的應用已經(jīng)普及，在高速公路工程地質勘察、隧道質量檢測、隧道超前地質預報、路面厚度以及混凝土內部缺陷檢測中都有廣泛應用。由于地質雷達這種無損檢測技術測試準確，能有效判斷隱蔽工程中已經(jīng)覆蓋的質量問題及缺陷，在全國交通系統(tǒng)范圍內得到極大認可，該項技術已經(jīng)成為高速公路工程建設過程中的必要手段。

2.1地質勘察

可以施工地質雷達物探技術調查覆蓋層和松散體的厚度及分布，巖層風化層界面及分布，巖層節(jié)理夾層和斷裂帶，地下水、溶洞、空洞、塌陷區(qū)狀況普查，城市地下洞室、排污巷道、排污管道及地下管線的調查。地質雷達做物探雖然物探距離不如較其他物探方法，但其準確性要優(yōu)于其他方法。

2.2隧道質量檢測

檢測隧道支護的厚度、混凝土不密實、雜物、背后空洞、層間脫空及鋼筋和鋼拱架分布和隧道圍巖裂隙、破碎、管路定位，也可以利用地質雷達開展初支超欠挖和隧道仰拱厚度及回填質量檢測。采用地質雷達檢測初支厚度、二襯厚度、襯砌背后密實狀況已經(jīng)列入《公路工程質量檢驗評定標準第一冊土建工程》（JTGF80/1-2017）中，屬于強制性實施條款，后續(xù)新開工公路項目均必須實施雷達掃描檢測。仰拱回填質量檢測是交通運輸部橋隧專項督查必檢項目，也是影響隧道整體質量的較大隱患，仰拱厚度不足回填不密實，會造成隧道仰拱及二襯開裂、地表下沉及界限受侵等嚴重危害，極大影響通車后的行車安全，明確的檢測方法就是地質轉取芯及地質雷達檢測。地質雷達用于隧道質量檢測意義深遠，提高了高速公路工程的質量，震懾了施工隊伍的僥幸心理，使問題無所遁形[5-6]。

2.3隧道超前地質預報

隧道超前地質預報是設計地質勘察的補充和延伸，是保證隧道施工安全的重壓環(huán)節(jié)和重要技術手段。在可預測隧道開挖掌子面前方50m范圍內的斷層、溶洞、裂隙帶、含水帶等地質構造。超前地質預報在隧道開挖工作面進行測試，預測判斷工作面前一定距離范圍內的工程地質、水文條件及不良地質體的工程性狀、位置、規(guī)模、風險等，并做出預報結論和提出技術建議。盡最大可能避免或減少因地質不明所造成的安全事故或經(jīng)濟損失。

2.4路面厚度檢測及結構混凝土內部缺陷檢測

水泥混凝土路面現(xiàn)場檢測指標包括板厚度、抗滑構造深度、中線偏位、路面寬度、平整度、橫坡、相鄰板高差、縱斷高程、縱橫縫順直度，還需對外觀檢定進行系統(tǒng)排查，以便于交工驗收。板厚度在施工過程中采取直接量測法或水準測量法，在交竣工驗收時采用地質雷達法進行。結構混凝土內部缺陷檢測主要是不密實、背后空洞、有雜物、預埋構件缺失及位置偏移、鋼筋及鋼架數(shù)量不足、較大較深結構性裂縫。

3工程應用實例

3.1隧道初支背后空洞

2019年7月在四川某高速公路質量監(jiān)督過程中的檢測實例?，F(xiàn)場抽檢隧道初期支護質量，現(xiàn)場隨機抽取一個段落180m左右，拱頂部位出現(xiàn)大面積的空洞10條，共計長度達16.6m，從地質雷達圖像可以清楚看出隧道初支缺陷的位置、大小、分布，便于業(yè)主鑒定工程質量狀況和及時采取補救整改措施，同時警示施工隊伍及施工質量管控人員。探地雷達測線布置示意圖見圖1，隧道進口段初期支護質量檢測結果見表1，隧道進口拱頂初期支護見圖2。

3.2混凝土不密實

湖北某高速公路隧道交工驗收測試，采用的是500MHz屏蔽天線，對測試數(shù)據(jù)進行分析整理比對，從雷達圖像上可以清楚地看到二襯混凝土中存在多處不密實區(qū)域，圖3中5m長的混凝土出現(xiàn)3處不密實，4圖中5m長的測試長度中大部分均不密實，測試時該隧道噴涂完防火涂料，在外觀上已經(jīng)看不出缺陷，但在地質雷達的測試下無所遁形。不密實現(xiàn)象常出現(xiàn)于仰拱回填區(qū)、邊墻超挖回填區(qū)，拱頂拱腰較少出現(xiàn)，在鋼筋較密部位也會出現(xiàn)混凝土不密實。調查其形成原因為混凝土和易性不佳，振搗不到位造成。

3.3路面基礎脫空

2021年河南鄭州發(fā)生特大水災，因鄭州地區(qū)表層土層大多為濕陷性黃土，濕陷性黃土雨水后很出現(xiàn)大規(guī)模濕陷、路基沉陷，影響高速公路的本質安全，水災過后河南省交通運輸廳組織對鄭州境內所有被淹高速公路及地方道路進行病害普查，主要針對路基基礎沉陷造成的脫空，所測試的3條高速均不同程度出現(xiàn)大規(guī)?；A脫空，數(shù)據(jù)完成上報后，地方政府根據(jù)地質雷達測試的精準數(shù)據(jù)，迅速確定施工補救方案，組織設計及施工開展施工，保障了高速公路的本質安全，挽回不可估量的經(jīng)濟損失。對選取兩段大規(guī)模脫空的地質雷達測試圖如圖5所示。

3.4圍巖等級變化

圖6為圍巖等級變化的實例，在福建龍巖某高速公路進行質量監(jiān)督檢查，采用瑞典RAMAC/GPR探底雷達800MHz屏蔽天線進行的隧道襯砌檢測，設計隧道洞口段為淺埋破碎Ⅳ類圍巖，進洞174m后為Ⅲ類圍巖，圍巖不同對應二襯的設計也不同，洞口段設有鋼筋，Ⅲ類圍巖是素混凝土。從雷達測試圖上可以看出在進洞174m處圖像有明顯變化，可以清晰地看出鋼筋至布置到進洞174m處，可以看出本段隧道的超欠挖狀況，可以清楚地看到隧道洞口段的淺埋破碎Ⅳ類圍巖和Ⅲ類圍巖區(qū)域分布。

3.5仰拱厚度

在山東某高速公路例行監(jiān)督抽查過程中發(fā)現(xiàn)，該隧道仰拱厚度不足，仰拱厚度僅為設計厚度的1/2，仰拱與仰拱回填分別澆筑，在兩層混凝土交界面處會出現(xiàn)一波反射信號，測試過程中可以清晰地判斷出巖層與仰拱、仰拱與仰拱回填的界限、仰拱底部存在一定厚度的沉渣。后經(jīng)取芯驗證，證實該部位仰拱厚度不足，仰拱底部存在較厚洞渣料，項目建設方責令全線復查停工整改[7]。仰拱地質雷達結果見圖7。

3.6橋梁結構混凝土缺陷

對湖北省某高速公路在施工建設期進行第三方監(jiān)督巡檢時，發(fā)現(xiàn)空心薄壁墩主筋數(shù)量與圖紙不符，立即上報公司及項目業(yè)主單位。起初采用鋼筋位置測定儀進行檢測，由于空心薄壁墩鋼筋層次多有密集，鋼筋位置測定儀無法有效測定鋼筋數(shù)量及位置。質監(jiān)局調集地質雷達從上到下，每一模進行一次地質雷達測試，最終確定共計12模中最上邊11模、12模有偷主筋行為，11模偷主筋8根，12模偷主筋14根，業(yè)主單位立即對施工單位進行處罰并責令其對問題部位進行返工處理。單根鋼筋在雷達圖像上一般表現(xiàn)為有規(guī)律的小雙曲線強反射，波幅較窄，隨著埋藏深度增大雙曲線變緩?？招谋”诙罩袖摻钜话銥殡p層鋼筋網(wǎng)，表現(xiàn)為多次反射、兩層鋼筋走勢一般不同。通常情況下，當鋼筋埋藏深度小于50cm時，800MHz天線可以更清楚地看到隧道襯砌內部的鋼筋分布情況。

3.7隧道二襯厚度測試

廣東深圳某水源地水庫隧道交竣工驗收時采用500MHz屏蔽天線測試，設計二襯厚度30cm，經(jīng)過測試并分析，發(fā)現(xiàn)初襯和二襯的界限明顯，從雷達圖像上可以清楚地看到二襯存在兩處連續(xù)欠厚的部位。查閱施工監(jiān)控測量及施工記錄，并對已經(jīng)施工完成的二襯進行破壞驗證，實際厚度與地質雷達測試數(shù)據(jù)吻合，業(yè)主單位以隧道二襯厚度存在較嚴重質量問題為由，要求施工隊伍進行質量問題處理。分析該問題原因，施工隊伍未意識到現(xiàn)有地質雷達技術可以準確地測試出隱蔽工程的質量問題，為追求施工利潤最大化，刻意去欠挖，以致造成二襯厚度不足問題。二襯厚度不足案例測試圖如圖8所示。

4結語

地質雷達技術在高速公路的應用越來越廣，其特點是快速、無損、連續(xù)檢測，并以時實成像方式顯示地下結構剖面，使探測結果一目了然，分析、判讀直觀方便，近年來倍受交通行業(yè)的追捧。地質雷達技術在高速公路隧道質量檢測中的意義非凡，除無法測試系統(tǒng)錨桿數(shù)量及長度外，隧道質量控制（管棚數(shù)量、鋼筋數(shù)量、拱架數(shù)量、襯砌厚度、背后空洞、仰拱厚度）、超前地質預報都可以采用地質雷達技術進行測試。國內很多省份都要求使用地質雷達技術協(xié)助施工質量控制，及時將施工中存在的質量隱患排除在建設施工過程中，對工程的施工質量控制作用明顯。地質雷達技術也應用在高速公路工程地質勘察、路面厚度、結構混凝土內部缺陷檢測中，比如：該文列舉的混凝土不密實、路面脫空、結構混凝土內部缺陷等質量問題，都是實際工程中發(fā)現(xiàn)的，地質雷達技術儼然成為高速公路施工過程監(jiān)督、交竣工驗收及交通行業(yè)質量督查行動中不可或缺的重要手段。尤其是在施工過程中進行督查，對施工隊伍的威懾作用極大，有效地提高了施工質量，提升了高速公路隧道施工隊伍的質量意識。

作者：殷慧茹 熊紹鑫 單位：葛洲壩集團交通投資有限公司