一、在水利工程中的應(yīng)用

水利工程有堤壩、堤岸、渠道、輸水洞等。地球物理方法在水利工程中的應(yīng)用，一方面用于工程場(chǎng)地的選址勘查，查明被選區(qū)域的巖溶發(fā)育情況、覆蓋層厚度、風(fēng)化層厚度以及地質(zhì)構(gòu)造等情況，對(duì)擬建工程場(chǎng)址的穩(wěn)定性和建筑適宜性作出評(píng)價(jià)；另一方面用于水利工程的質(zhì)量隱患檢測(cè)，查明壩體是否存在有裂縫、空洞、動(dòng)物巢穴、管涌等工程質(zhì)量隱患，為水利工程的消險(xiǎn)加固提供依據(jù)。目前，常用于水利工程隱患檢測(cè)的物探方法有地質(zhì)雷達(dá)、自然電位法、高密度電阻率法、人工地震勘探以及聲波測(cè)試等方法。

1.探測(cè)堤壩蟻巢與洞穴

土體堤壩中因碾壓不實(shí)、庫(kù)水浸透或動(dòng)物危害等因素，在壩體中常出現(xiàn)土洞、動(dòng)物巢穴等危害壩體安全的隱患。在我國(guó)南方各省（區(qū)）水利工程中白蟻巢穴是一種常見的隱患，白蟻主巢直徑一般在40～60 cm，大者可達(dá)數(shù)米，主巢周圍分布著幾十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)衛(wèi)星菌圃，其間由四通八達(dá)的蟻道溝通，且有的貫穿堤壩的內(nèi)處坡。因此，深藏于堤壩中的白蟻危害造成的堤壩險(xiǎn)情和潰堤率遠(yuǎn)高于其他原因，找出堤壩白蟻巢是消除堤壩白蟻隱患的關(guān)鍵。地質(zhì)雷達(dá)和高密度電法是對(duì)壩體中的土洞、動(dòng)物巢穴探測(cè)的有效方法。圖5-1-1是埋深約3m的白蟻主巢的地質(zhì)雷達(dá)圖像，白蟻巢在圖像上的反射波形態(tài)特征為多重強(qiáng)弱交錯(cuò)的凸形條紋區(qū)，與周圍土壤有明顯的分界。

圖5-1-1 某堤壩白蟻巢穴的地質(zhì)雷達(dá)圖像

2.水壩滲漏的地球物理探測(cè)

滲漏是水壩常見的隱患，是造成水壩發(fā)生事故的主要原因。水壩滲漏可分為壩基滲漏和壩體及附屬結(jié)構(gòu)滲漏，壩基滲漏較為常見。造成水壩滲漏的原因與水壩基礎(chǔ)處理的好壞、壩體施工質(zhì)量、壩基下方地質(zhì)構(gòu)造等因素有關(guān)。

自然電位法探測(cè)水壩滲漏點(diǎn)和滲漏通道是一程常用的方法。由于庫(kù)水具有天然吸附帶電離子的能力，當(dāng)水庫(kù)發(fā)生滲漏時(shí)，帶電離子也一起運(yùn)動(dòng)，形成電流場(chǎng)，在滲漏位置上自然電位出現(xiàn)負(fù)異常，其負(fù)異常的大小與滲漏水量有關(guān)。圖5-1-2是利用自然電場(chǎng)法確定地下水和地表水補(bǔ)給關(guān)系的實(shí)例。當(dāng)?shù)叵滤a(bǔ)給地表水時(shí)，在地面上觀測(cè)到自然電位正異常。圖5-1-2（a）為灰?guī)r和花崗巖接觸帶上的上升泉的自電正異常；圖5-1-2（b）為水庫(kù)滲漏地點(diǎn)上出現(xiàn)的自然電位負(fù)異常。

圖5-1-2 用自然電位法確定地下水與地表水的補(bǔ)給關(guān)系

地質(zhì)雷達(dá)方法用于探測(cè)水壩滲漏點(diǎn)和滲漏通道也具有較好的效果。滲漏部位土體的含水量變大，與未發(fā)生滲漏的土體形成明顯的介電常數(shù)上的差異，為采用地質(zhì)雷達(dá)方法探測(cè)水壩滲漏位置提供了地球物理?xiàng)l件。黑龍江省某水壩為均質(zhì)土壩，1998年遭受百年不遇的洪水后，在水壩后坡出現(xiàn)多處面積不等的漏水點(diǎn)。為了查明漏水點(diǎn)在壩體內(nèi)的分布情況，采用地質(zhì)雷達(dá)在壩頂、壩前坡和后坡進(jìn)行了探測(cè)。圖5-1-3為壩頂測(cè)線K0+240—K0+400的地質(zhì)雷達(dá)剖面。圖中強(qiáng)振幅異常推斷為壩體內(nèi)受到水浸較重的部位，異常埋深為10～12 m。鉆探結(jié)果表明地質(zhì)雷達(dá)推斷的異常區(qū)域是發(fā)生滲漏的嚴(yán)重區(qū)段。

圖5-1-3 黑龍江省某水壩地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)剖

3.壩基帷幕灌漿效果檢測(cè)

對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)的維護(hù)處理一般采用帷幕灌漿等方法，灌漿效果的好壞需要采用物探方法檢查。某電站大壩巖基帷幕灌漿前后進(jìn)行超聲波探測(cè)，圖5-1-4是質(zhì)量檢查孔在灌漿前、后的超聲波檢測(cè)曲線，圖中可見，在檢查孔中上部，灌漿前和灌漿后的波速值差異非常明顯，灌漿前巖體的裂隙率高，波速較低；灌漿后巖體裂隙被水泥漿填充，且粘結(jié)牢固，波速明顯升高。在檢查孔的下部，灌漿前和灌漿后波速差異微小，波速較高，這說(shuō)明巖體本身比較完整，滲透性小。

圖5-1-4 質(zhì)量檢查孔灌漿前后聲波檢測(cè)結(jié)果

地質(zhì)雷達(dá)對(duì)水壩帷幕灌漿質(zhì)量檢測(cè)也有較好的探測(cè)效果，根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)圖像上灌漿物的影像可計(jì)算出有效灌漿深度和水泥漿擴(kuò)散半徑。根據(jù)壩體土體和基巖處的強(qiáng)反射弧形影像，可判別已被灌漿物充填的溶洞的大小、形態(tài)和深度以及未被灌漿物充填的溶洞、土洞等隱患。

4.古河道的地球物理勘查

古河道常引起大量滲漏，在水庫(kù)建壩時(shí)需對(duì)壩基下古河道的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)勘查，了解古河道的分布范圍，埋深以及砂礫石厚度等。探測(cè)古河道常用的物探方法是電測(cè)深法、自然電位法、地震勘探和地質(zhì)雷達(dá)等方法。

圖5-1-5 用對(duì)稱四極剖面法追索古河道的ρs剖面平面圖

圖5-1-6 橫穿古河道的對(duì)稱四極剖面ρs曲線

圖5-1-5和圖5-1-6為對(duì)稱四極剖面法探測(cè)和追索古河道的實(shí)例。由圖5-1-5中各對(duì)稱四極剖面特征可以看出，在低阻背景上有一高阻異常帶。該高阻異常帶推斷為古河道的反映，該河道由一條主流和一條支流組成。此外，利用ρs曲線特征可大致確定出古河道的形態(tài)、中心位置和寬度。若ρs曲線具有對(duì)稱性，ρs曲線極大值對(duì)應(yīng)于古河床最深的中心位置。若ρs曲線不對(duì)稱，可根據(jù)曲線兩翼陡緩?fù)茢喙藕?a href="http://www.zhongyegn.com/com/aihua/sell/itemid-130548.html" target="_blank">隔聲測(cè)量系統(tǒng)道兩岸坡度的大小（圖5-1-6），其視寬度可由ρs曲線的拐點(diǎn)位置大致確定。通過(guò)等ρs斷面圖上的等值線形狀可反映出古河道的斷面形態(tài)。由圖5-1-7可見，在371號(hào)點(diǎn)附近ρs等值線呈高阻閉合圈。結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，推斷該異常為一淺層古河道引起。經(jīng)ZK8、ZK10、ZK11孔驗(yàn)證，證實(shí)了古河道的存在，ZK11打到了富含地下水的砂礫石層。

圖5-1-7 云南某地尋找淺層砂礫石富水地段（古河道）成果圖

圖5-1-8為地震橫波法探測(cè)古河道的實(shí)例剖面圖。根據(jù)鉆探資料推測(cè)該區(qū)域一帶有一條古河道，河道埋深為20～30 m，為了查明古河道的位置，采用橫波地震勘探。圖中可見，40 ms左右的同相軸為第四系地層內(nèi)部的反射，同相軸連續(xù)性好、起伏小；140～220 ms為古河道及兩岸附近地層的反射，同相軸連續(xù)性好、起伏較大，其形態(tài)特征反映了古河道的形態(tài)，河道埋深為28 m左右，視寬度約為130 m。

圖5-1-8 橫波t0時(shí)間剖面

二、在交通建設(shè)和維護(hù)中的應(yīng)用

1.公路質(zhì)量檢測(cè)

公路質(zhì)量檢測(cè)的原始方法是采用鉆探取心法，該方法不僅效率低、代表性差，而且對(duì)公路有破壞。為了快速、準(zhǔn)確和科學(xué)地評(píng)價(jià)公路質(zhì)量，必須采用無(wú)損檢測(cè)方法。目前，常用于公路檢測(cè)的物探方法有地質(zhì)雷達(dá)、瞬態(tài)面波法、高密度電阻率法和人工地震等方法。在這些物探方法中，由于地質(zhì)雷達(dá)方法具有快速、連續(xù)、無(wú)損檢測(cè)的特點(diǎn)。因此，在公路質(zhì)量檢測(cè)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

圖5-1-9 電磁波在公路剖面中的傳播

高速公路是由土基礎(chǔ)、二灰土、二灰碎石、面層等構(gòu)成，由于空氣、瀝青面層、二灰碎石、土壤等介質(zhì)的介電常數(shù)不同，電磁波將在其介質(zhì)發(fā)生變化的界面產(chǎn)生反射波。圖5-1-9為電磁波在公路剖面中各界面的傳播、反射途經(jīng)示意圖。圖5-1-10為電磁波在公路剖面中各界面的掃描示意圖。

圖5-1-10 電磁波在公路剖面中各界面的掃描

長(zhǎng)春至四平高速公路采用瀝青路面，路面下為碎石墊層。路面分三次鋪設(shè)完成，設(shè)計(jì)路面厚度為25 cm。在工程竣工前采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行了路面厚度檢測(cè)。

工作中使用的地質(zhì)雷達(dá)為SIR-2型，工作天線頻率為900 MHz。圖5-1-11為長(zhǎng)春至四平高速公路上某段路面的地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)剖面圖，圖中5.8 ns附近的強(qiáng)反射為瀝青面層與碎石墊層界面的反射，根據(jù)反射界面的雙程走時(shí)和電磁波在瀝青路面中的傳播速度計(jì)算出路面厚度。瀝青路面的電磁波速度采用實(shí)驗(yàn)標(biāo)定并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后得到。檢測(cè)結(jié)果表明，由于二灰石墊層凸凹不平，導(dǎo)致瀝青路面厚度有較大變化，最薄為26 cm，最厚為43 cm。達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。路面厚度評(píng)價(jià)按國(guó)家公路路面結(jié)構(gòu)層厚度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在經(jīng)數(shù)據(jù)處理后的地質(zhì)雷達(dá)剖面中讀取電磁波在面層中的反射波雙程走時(shí)，計(jì)算出面層厚度并作出厚度評(píng)價(jià)結(jié)果。

地質(zhì)雷達(dá)方法在公路質(zhì)量檢測(cè)中除可進(jìn)行路面厚度檢測(cè)外，還可進(jìn)行路基隱患（脫空、裂縫等）的檢測(cè)以及橋涵的質(zhì)量檢測(cè)。有些學(xué)者開展了地質(zhì)雷達(dá)對(duì)公路壓實(shí)度、強(qiáng)度及含水量的檢測(cè)研究，也取得了較好的檢測(cè)效果。

圖5-1-11 長(zhǎng)春至四平高速公路某段路面的地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)剖面

2.鐵路路基病害勘查

鐵路路基病害一般指鐵路路基平臺(tái)頂部結(jié)構(gòu)不堅(jiān)實(shí)而且滲水，以及原填充物的不均勻性，經(jīng)長(zhǎng)期雨水沖刷和滲透，行車振動(dòng)等所形成的一定規(guī)模的充坑，洞穴或渣石填充物。路基病害比較隱蔽，一旦受到外界因素影響造成塌陷，將直接威脅行車安全，因此，鐵路病害的勘查十分重要。

路基勘查中，由于受到電磁干擾、鐵軌干擾及行車震動(dòng)干擾的影響，限制了一些地球物理方法的應(yīng)用。因此，目前常用于對(duì)鐵路病害檢測(cè)的物探方法是微重力測(cè)量。

由于路基的病害地段和完整地段有一定的密度差異，為微重力測(cè)量提供了前提。圖5-1-12是法國(guó)波爾多至塞特鐵路線上路堤下喀斯特溶洞的微重力異常等值線圖，測(cè)量位置位于鐵路線巴爾薩克處，勘查對(duì)象是5 m高的路堤和路基部。圖中可見，在該帶中部有一處密度較大的地段（異常達(dá)3×10-1g.u.），這是一處過(guò)去曾進(jìn)行過(guò)灌漿處理的地段。在過(guò)去處理時(shí)，由于突然塌陷，未能進(jìn)行專門研究。在地段兩端出現(xiàn)-2×10-1～-6×10-1g.u.兩處異常，位于邊坡基部并向路基底下延伸。經(jīng)對(duì)異常的解釋和鉆探驗(yàn)證，證實(shí)在路基下3～6 m深處的灰?guī)r中存在喀斯特溶洞。

圖5-1-12 波爾多至塞特鐵路線上路堤下喀斯特溶洞的測(cè)定和處理

鐵路路基多是用耕土堆墊壓實(shí)而成，如果出現(xiàn)路基病害，必將引起電性差異。路基位于地面以上（或潛水面以上），所以無(wú)論是洞穴或渣石充填物都可使勘探體積所涉及范圍內(nèi)的視電阻率增大，由此對(duì)稱四極剖面會(huì)出現(xiàn)高阻異常。路基病害越嚴(yán)重，規(guī)模越大，高阻異常越明顯。例如，圖5-1-13是隴海路某段采用對(duì)稱四極剖面法實(shí)測(cè)曲線，采用AB=7 m，MN=1 m裝置，由圖可見，全線有三種病害形式：①較大洞穴或渣石填充物的嚴(yán)重病害段，視電阻率曲線值很高；②病害較重段，視電阻率曲線呈高低交錯(cuò)；③輕度病害段，視電阻率較高，視電阻率曲線呈高低交錯(cuò)。病害嚴(yán)重段的影響可至路基外側(cè)鋼軌下，是亟需處理部位。輕度病害段，短期內(nèi)不會(huì)形成大的病害，可作為今后雨季的防范對(duì)象。

根據(jù)物探測(cè)量和鉆孔所提供的資料，可以確定出需要灌漿地帶，得出最佳的工程計(jì)劃。灌漿處理后，除打鉆檢查外，還可以進(jìn)行微重力測(cè)量，以圈出灌漿不足或灌漿過(guò)量的地層。圖5-1-14是在一已知灌漿地帶，對(duì)灌漿后地層的重力異常變化，與計(jì)算機(jī)根據(jù)模型（用灌漿前的鉆孔資料制作的地質(zhì)模型）計(jì)算出來(lái)的理論異常曲線對(duì)比圖5-1-14（a），可以看出，該地帶的右半部灌注未超出預(yù)計(jì)范圍，也未出現(xiàn)重力異常。在模型左半部出現(xiàn)剩余異常，表明灌漿不足。圖5-1-14（b）是灌漿容量對(duì)比圖，圖5-1-14（c）是地質(zhì)模型（沿Ⅰ號(hào)測(cè)線的剖面）。

圖5-1-13 路基勘查剖面圖（選段）

圖5-1-14 巴黎—斯特拉斯堡鐵路線上瓦朗吉維爾處

近年來(lái)，使用瞬態(tài)面波進(jìn)行鐵路路基承載力的檢測(cè)也取得了較好的結(jié)果，為路基病害的確定和治理提供了可靠數(shù)據(jù)。

利用瞬態(tài)瑞雷面波法測(cè)試線路路基承載力時(shí)，由于受到行車影響，在測(cè)線布置時(shí)只能在枕軌外側(cè)或路肩上進(jìn)行。由于瑞雷面波是一個(gè)體波，具有體積勘探的特點(diǎn)，因此可代表路基道心的實(shí)際情況。瞬態(tài)面波數(shù)據(jù)采集時(shí)使用面波儀和低頻檢波器測(cè)量。震源采用18磅大錘和鐵板。道間距隨著勘探深度的增大而相應(yīng)增大。數(shù)據(jù)處理主要是求取頻率—速度頻散曲線，對(duì)頻散曲線經(jīng)過(guò)反演擬合并結(jié)合路基的實(shí)際情況進(jìn)行分層，計(jì)算出各層厚度及瑞雷波的層速度。通過(guò)頻散曲線上vR數(shù)值的大小可以定性地判斷測(cè)點(diǎn)處瑞雷波速度隨深度的變化情況和路基的相對(duì)強(qiáng)度特征，vR較高區(qū)域反映路基強(qiáng)度較高，vR較低區(qū)域反映路基強(qiáng)度較低。

在部分瑞雷波測(cè)點(diǎn)上作輕型動(dòng)力觸探（N10）值，根據(jù)鐵道部輕型動(dòng)力觸探技術(shù)規(guī)定（TBJ18—87）將N10值換算為乘承載力σ0（σ0=8N10-20），然后將瑞雷面波速度vR與相對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的輕型動(dòng)力觸探（N10）擊數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，得到vR與N10的相關(guān)關(guān)系式：

環(huán)境地球物理教程

式中A、B為常數(shù)。當(dāng)相關(guān)系數(shù)r＞0.7時(shí)，說(shuō)明vR與N10是相關(guān)的，可用vR代替N10來(lái)計(jì)算承載力σ0的大小，即：

環(huán)境地球物理教程

根據(jù)此式可用vR定量計(jì)算路基的承載力。

圖5-1-15 承載力等值線圖

圖5-1-15為京廣線部分區(qū)段K2011+170—K2100+270段路基瑞雷波測(cè)試，并按上述換算關(guān)系（取A=91.07913，B=2.940517）換算得到的承載力等值線圖。圖中在K2011+230附近路基的承載力偏低，約為80 kPa。而在其兩側(cè)的路基的承載力相對(duì)偏高，約為180 kPa。此結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的情況非常吻合。

3.隧道掌子面前方地質(zhì)情況預(yù)報(bào)

在隧道挖掘過(guò)程中常因掌子面前地質(zhì)情況不詳，在不良地質(zhì)地段經(jīng)常出現(xiàn)塌方、涌水等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人身傷亡和設(shè)備損壞等重大事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在隧道掘進(jìn)過(guò)程中及時(shí)了解掌子面前方地質(zhì)情況，特別是斷層、破碎帶等不良地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模和特征，這對(duì)確保施工安全、合理安排掘進(jìn)方案、掘進(jìn)速度和支護(hù)措施至關(guān)重要。

隧道掌子面前方地質(zhì)情況預(yù)報(bào)可分為中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)和短距離預(yù)報(bào)，中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)采用的物探方法一般是人工地震，短距離預(yù)報(bào)可采用地質(zhì)雷達(dá)或聲波探測(cè)。

吉林省某公路隧道巖石以花崗巖為主，其中穿插有角閃巖及綠泥角閃巖破碎帶，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育。在掘進(jìn)方向上有兩組斷裂（走向?yàn)镹NE及NNW）交替出現(xiàn)，與EW向小斷層及破碎帶相切割，形成屋頂形，易產(chǎn)生大塊脫落體。為了施工安全及合理設(shè)計(jì)掘進(jìn)方案，采用人工地震和地質(zhì)雷達(dá)相結(jié)合進(jìn)行掌子面前方地質(zhì)情況預(yù)報(bào)。人工地震方法的實(shí)施是在掌子面不同高程上水平布置幾條地震測(cè)線，用石膏在掌子面上等距離粘接檢波器，使用大錘在測(cè)線兩側(cè)激發(fā)和接收地震波。地質(zhì)雷達(dá)方法的實(shí)施是在掌子面兩側(cè)洞壁及掌子面上水平布置雷達(dá)測(cè)線，使用100MHz天線等距離點(diǎn)測(cè)采集。

圖5-1-16為在樁號(hào)K241+138掌子面上人工地震中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的解釋結(jié)果，在K241+138—K241+063段有斷層3處，巖性異常帶一處。推斷位置為K241+115、K241+120、K241+136和K241+068。挖掘證明，有斷層2條（F115、F136），出露位置與推測(cè)位置相差1 m左右，走向近EW，斷距0.3 m。樁號(hào)K241+068處為破碎帶，寬度約10 m，系由偉晶巖及角閃巖多次侵入造成。

圖5-1-16 樁號(hào)K241+138地震中期預(yù)報(bào)結(jié)果示意圖

圖5-1-17 樁號(hào)K241+247雷達(dá)短期預(yù)報(bào)結(jié)果示意圖

圖5-1-17為K241+247掌子面上地質(zhì)雷達(dá)短距離預(yù)報(bào)的解釋結(jié)果。洞兩壁檢測(cè)到斷層3條（F1、F2、F3），走向?yàn)镹NE和NNW。按幾何關(guān)系推測(cè)，F(xiàn)1與F3在掌子面前方10 m附近相互交會(huì)，F(xiàn)2聲波分析與F3在掌子面前方約35 m附近相互交會(huì)。掌子面上測(cè)量到前方斷裂5條，分別為F242、F239、F235、F230、F225，走向近EW，與F1和F3斷層相切割，洞頂極易形成塌落的塊體，對(duì)施工安全有嚴(yán)重危害。挖掘證明，掌子面上地震與地雷達(dá)探測(cè)所預(yù)報(bào)的結(jié)果與地質(zhì)構(gòu)造出露位置接近。根據(jù)預(yù)報(bào)的結(jié)果，施工單位及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)方案和掘進(jìn)速度，采取了更合理的安全防范措施。

4.隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)

隧道襯砌后，受諸多因素影響，襯砌混凝土可能出現(xiàn)厚度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求或有脫空等質(zhì)量問(wèn)題。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)襯砌質(zhì)量問(wèn)題，需對(duì)隧道襯砌質(zhì)量進(jìn)行快速和高分辨率的檢測(cè)，為隧道工程的科學(xué)管理提供依據(jù)。在隧道質(zhì)量檢測(cè)中最常用的地球物理方法是地質(zhì)雷達(dá)方法。

地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)的主要內(nèi)容是混凝土密實(shí)性、脫空和襯砌厚度。檢測(cè)中一般采用500 MHz 或900 MHz高頻天線，檢測(cè)厚度可達(dá)幾十厘米。測(cè)線一般布置在隧道的拱頂、拱腰及邊墻三個(gè)部位（圖5-1-18），拱頂為隧道的正頂部附近，拱腰為隧道的起拱線以上1 m左右，邊墻為排水蓋板以上1.5 m左右。測(cè)量方式采用剖面法，測(cè)點(diǎn)間隔一般為幾厘米～幾十厘米，由測(cè)量輪跟蹤測(cè)量里程。

圖5-1-18 測(cè)線分布圖

隧道襯砌厚度檢測(cè)中，相關(guān)介質(zhì)的物理參數(shù)如表5-1-1所示。

襯砌厚度評(píng)價(jià)，首先在地質(zhì)雷達(dá)剖面上確認(rèn)出混凝土與巖石界面間的反射波同相軸，讀取反射波雙程旅行時(shí)間，按公式h=v×計(jì)算出混凝土襯砌厚度，速度V可通過(guò)明洞地段或鉆孔資料標(biāo)定。密實(shí)度的評(píng)價(jià)可根據(jù)探地雷達(dá)剖面反射波振幅、相位和頻率特征劃分為密實(shí)和不密實(shí)兩種類型。不密實(shí)的混凝土體在雷達(dá)剖面上波形雜亂，同相軸錯(cuò)斷；脫空體在雷達(dá)剖面上在混凝土與圍巖交接面處反射波同相軸呈弧形，與相鄰道之間發(fā)生錯(cuò)位，依此特征可計(jì)算出空洞的范圍。由于爆破使圍巖表面凹凸不平，因此，在確定脫空時(shí)應(yīng)對(duì)剖面上的異常加以細(xì)致的分析和確認(rèn)。

表5-1-1 隧道襯砌厚度檢測(cè)中相關(guān)介質(zhì)的物理參數(shù)表

某公路隧道全長(zhǎng)約1.6 km，為全面了解襯砌質(zhì)量，在隧道即將貫通前開展了地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)。該隧道襯砌類型有：Sm3、Sm4、Sm5，設(shè)計(jì)襯砌厚度分別為40 cm、35 cm、30 cm。圖5-1-19為里程號(hào)K21+390—K21+430區(qū)段邊墻測(cè)線的地質(zhì)雷達(dá)剖面。該區(qū)段襯砌類型為Sm5。圖中10 ns附近起伏變化的同相軸為圍巖界面反射波同相軸，圖5-1-20為計(jì)算出的混凝土襯砌厚度曲線。

圖5-1-19 K21+390K21+430區(qū)段邊墻測(cè)線的地質(zhì)雷達(dá)剖面

圖5-1-20 K21+390K21+430區(qū)段邊墻測(cè)線混凝土襯砌厚度解釋曲線