雷達技術是利用超高頻短脈沖電磁波探測介質分布的地球物理勘探技術，在隧道勘察中應用廣泛，其原理是發射電磁波，根據反射波分析隧道內部結構。，在隧道襯砌施工時，鋼筋保護層過薄會使電磁波在天線與鋼筋間多次反射，在圖像上呈現疑似脫空現象，如深度45厘米處可能出現此類情況，由此可檢測鋼筋保護層厚度及鋼筋位移等問題。，該技術還能檢測襯砌厚度、襯砌背后空洞以及初支鋼架分布等情況，已成為控制隧道工程質量的重要手段，以“皇城隧道”工程為例，地質雷達為其提供了有效的檢測方案。

一、地質雷達技術在隧道勘察中的應用原理

地質雷達是一種無損探測儀器，它依據電磁波脈沖在地下傳播的原理進行工作。電磁波脈沖由發射天線發出，被地下介質介面（或埋藏物）反射，由接收天線接收，然后將這些信號記錄下來，成圖顯示出來。由于不同地質體的介電常數不同，當電磁波遇到不同介電常數的地質界面時會發生反射，雷達系統接收到反射回來的信號后，通過分析信號的時間延遲和強度變化，可以推斷出地下介質的性質、深度和結構。因為電磁波在不同地質體中的傳播速度不同，通過計算信號往返時間，就能估算出地質結構的位置和深度。

二、地質雷達技術在隧道勘察中的應用方法

• 掌子面掃描：在隧道施工中，地質雷達通常沿著掌子面進行掃描，以獲取連續的地質剖面圖像。通過對雷達圖像的解析，可以識別出斷層、破碎帶、溶洞、暗河等不良地質現象，以及地下水分布情況。
• 提供地質信息：
  • 地質構造：能夠探測出如斷層、破碎帶溶洞等不良地質構造的幾何形態、規模大小等情況。這有助于施工人員提前掌握掘進前方的地質結構變化情況，為合理安排掘進進度、修正施工方案、安排防護措施提供依據，避免險情發生。
  • 地下水情況：準確探知地下巖層的構造、礦物成分、地下水的含量和流動情況等情況，檢測深度可達到幾百米，這對隧道工程師在策劃和施工隧道的過程中克服難題很有幫助，特別是在野外水文地質情況復雜的地區。

三、地質雷達技術在隧道勘察中的成果解釋與作用

• 成果解釋：地質雷達的探測結果通常表現為雷達剖面圖，其中不同的反射界面代表了地質結構的分界面。專業人員通過解讀這些圖像，可以判斷地質特征、確定地質構造的形狀和規模，為施工方案的調整和風險防范提供依據。
• 實際作用：
  • 降低施工風險：實際工程案例證明，地質雷達的使用有效地降低了隧道施工的風險，提高了施工效率。它能及時、詳細地了解開挖掌子面前方的地質情況，從而減少工程隱患并避免災情的發生，如塌方、泥石流和大涌水等毀滅性的地質災害。
  • 優化施工計劃：可以為隧道的路線、深度、斷面等設計參數進行合理的確定，有助于隧道工程師避免出現設計不合理或地質災難等情況。在施工過程中也能幫助選擇正確的施工方案，避免土方開挖對隧道造成的影響。

四、地質雷達技術在隧道勘察中的優勢

• 非侵入性：相較于傳統的地質勘查手段，如鉆探、物探等，地質雷達具有非侵入性的特點，能減少對隧道結構的破壞。
• 高分辨率：可以對地下物質構造和形貌進行高分辨率的探測，獲得精確的數據信息，能夠準確識別出各種不良地質現象。
• 快速掃描：測試速度快，可以在短時間內檢測出較為準確的地下物質信息，對于隧道施工和維護具有大幅度提高效率的作用。

五、地質雷達技術在隧道勘察中的局限性

• 探測深度受限：只能探測到地下一定深度的地質層，距離較遠的隧道一般只能探測到其上部結構。
• 結果解釋依賴人員經驗：雷達探測結果的解釋依賴于經驗豐富的技術人員，且對地質條件有一定的適用范圍。
• 復雜地質條件下的問題：在復雜地質條件下，電磁波的傳播和解釋的準確性會受到影響，例如在一些特殊地質構造或者高導電性地質體存在的情況下，地質雷達的探測效果可能會大打折扣。

隧道施工中地質雷達的應用案例

地質雷達在復雜地質中的表現

隧道勘察中地質雷達與其他技術對比

如何提高地質雷達探測的準確性