隧道衬砌后方隐伏洞穴地质雷达响应特征分析

摘要

探明隧道衬砌后方隐伏洞穴对保障隧道结构安全和隧道耐久性具有重要意义。采用地质雷达(GPR)进行隧道衬砌后方隐伏洞穴检测时,双层钢筋网的屏蔽问题、洞穴尺寸和洞穴内填充物类型判断问题一直未能得到很好的解决。将不同围岩等级的隧道二衬结构简化成双层钢筋网和素混凝土结构两种形式,分别开展双层钢筋网后方洞穴探测和衬砌后方洞穴尺寸与充填物类型识别试验。试验结果表明:同时采用天线垂直极化和尽量小的道间距进行探测能有效地降低双层钢筋网对衬砌后方目标体的屏蔽作用;衬砌后方圆形和近似圆形洞穴的尺寸可用渐近线法估算,且具有较高的精度;充填物类型的识别需要综合考虑洞穴上下界面反射波双程走时,上界面反射信号单道波相位的正负、振幅的大小和时频谱下界面反射波中心频率变化情况等特征综合分析。