中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
隨著交通事業(yè)的不斷發(fā)展，鐵路隧道和路基支擋工程正逐年增加，工程事業(yè)在如火如荼的發(fā)展過程中，各項技術(shù)也在不斷的成熟發(fā)展，然而運營中仍存在有不少病害。如隧道在使用過程中常出現(xiàn)襯砌漏水、襯砌侵蝕和襯砌裂損等。這些病害會影響隧道的正常使用和隧道襯砌的耐久性；擋土墻出現(xiàn)傾覆、倒塌、滑動等，特別是路基下?lián)鯄σ坏┌l(fā)生質(zhì)量事故將帶來巨大損失[1]. 這些病害嚴重影響行車質(zhì)量和行車安全，因此，隧道襯砌及擋墻質(zhì)量檢測尤為重要。地質(zhì)雷達法和超聲波法以其快速、連續(xù)、高效的無損檢測得到了人們的認可。湖南省住房建設(shè)廳2014年科技部計劃由長沙市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站、湖南中大建設(shè)工程檢測技術(shù)有限公司共同主持編寫《盾構(gòu)隧道壁后注漿無損檢測技術(shù)規(guī)程》，向無損檢測規(guī)范化邁出了重要的一步。無損檢測兩種主要的技術(shù)方法為：地質(zhì)雷達檢測法和超聲波檢測法。
1. 1 地質(zhì)雷達法檢測
地質(zhì)雷達(Ground Penetrating Radar ,簡稱GPR) 是利用超高頻電磁波探測地下介質(zhì)分布的一種地球物理勘探儀器。屬于電磁波的范疇，它是利用電磁波在不同媒體中的傳播與反射特性來進行探測的[2]。
地質(zhì)雷達主機通過天線由介質(zhì)表面向內(nèi)部發(fā)射頻率為數(shù)百兆赫(106～109Hz)的電磁波，當電磁波遇到不同媒質(zhì)的界面時便會發(fā)生反射與透射。反射波返回襯砌表面，又被接收天線所接收（發(fā)射與接收可為同一天線），此時雷達主機記錄下電磁波從發(fā)射到接收的雙程旅行時間Δt。 因為電磁波在介質(zhì)內(nèi)的傳播速度V 可由已知介質(zhì)厚度點或現(xiàn)場打孔測定，所以，可由深度D = V ×Δt/ 2 求出反射面的深度即介質(zhì)厚度。
在地質(zhì)雷達勘探中，電磁波通常被近似為平面波。其傳播速度在高阻媒質(zhì)中取決于媒質(zhì)的相對介電常數(shù)εr,即：
V = C / εr
式中: C = 0. 3 m/ ns；εr為媒質(zhì)的相對介電常數(shù)。
則隧道襯砌及擋墻墻體厚度為：
D = C/ εr×Δt/ 2
電磁波傳播在遇到不同媒質(zhì)界面時,其反射系數(shù)為：
R = ( ε1-ε2)/ ( ε1+ε2)
式中:ε1和ε2分別表示介質(zhì)1 和介質(zhì)2 的相對介電常數(shù)。
由此可知,電磁波的反射系數(shù)取決于界面兩邊媒質(zhì)的相對介電常數(shù)的差異，差異越大，反射系數(shù)越大。
1. 2 超聲波法檢測
超聲波法采用直達波法，利用瞬態(tài)激發(fā)，由力錘在介質(zhì)表面敲擊，給介質(zhì)一個激振力，激起介質(zhì)內(nèi)部的質(zhì)點振動，所產(chǎn)生的彈性波自激發(fā)點向四周傳播，由布置在介質(zhì)表面上的另外2 個傳感器將信號接收并送到主機，經(jīng)過濾波、放大器處理后，求出2 個傳感器之間的距離和時差，并計算出所對應(yīng)點的縱波速度Vp=ΔX/ΔT，再根據(jù)標準條件下介質(zhì)的縱波速度標準值Vp0，求出所測地段介質(zhì)的波速評價系數(shù)α= Vp/ Vp0，根據(jù)波速評價系數(shù)對介質(zhì)的強度進行評價。
參考文獻：
[1] 中國大百科全書編輯委員會. 中國大百科全書:土木工程[M].北京:中國大百科全書出版社,1987.
[2] 李大心. 探地雷達方法與應(yīng)用[M].北京:地質(zhì)出版社,1994.
