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摘要：随着我国交通的快速发展，隧道工程的大量出现，其出现的问题也是多种多样，目前为了保障隧道工程以及其他建筑工程的质量，已引入雷达技术进行检测，其中以地质雷达的应用最为普遍，应用地质雷达检测隧道衬砌，可以将一些施工隐患排除在施工建设阶段，具有高效性，无损性和高分辨率的优点。本文就以地质雷达为例，具体详细的介绍雷达技术的工作方法和原理，和其在隧道实体检测中的应用。
关键词：地质雷达隧道检测应用
1雷达技术的应用现状
雷达技术在隧道等建筑工程中的应用具有十分广阔的前景。我国的经济快速发展，交通事业也在不断进步，随着隧道的大量修建，其出现的质量问题也是屡见不鲜，所以为了提高隧道等建筑工程的质量，就引用了雷达技术，现在雷达技术已应用于隧道质量检测，工程地质勘察，建筑结构调查等。雷达的检测效果不仅与其本身的雷达技术有关，还有许多其他的影响因素相关，从这点来看，我国还应不断的提高自身的科技水平，分析出影响雷达技术的主要因素，进一步提高雷达的检测水平。
2雷达技术测试方法及原理
2.1雷达技术系统简介
早在第二次世界大战时，雷达就表现出了其重要的军事性，而随着世界的发展在现代的军事和生产中，雷达技术的重要性也越来越显露无遗。雷达是由天线系统，发射装置，接收装置，防干扰设备，显示器，信号处理器，电源等组成。其中天线系统是雷达实现其大空域，多功能，多目标的关键系统，而信号处理器又是雷达多功能能力的控心组件。雷达的分类多种多样，在此就以地质雷达为例，对地质雷达的系统做出详细简介。地质雷达是一种宽带高频电磁波信号探测方法，它利用电磁波信号在物体内部传播时电磁波的运动特点进行勘测。地质雷达包括控制单元-整个雷达系统的控制管理器；发射机-主要是控制雷达系统的发射指令；接收机-把雷达发射后发射回来的电磁波信号转化为电信号，便于数据的记录。还有电源，电缆等其他的细小零件。
2.2检测工作方法技术
在进行隧道实体检测中可选用的雷达有多种，这时可根据需要探测的深度选定天线的频率，频率高的天线发射的雷达波主频高，分辨高，所探测的深度比较浅。而频率低的天线发射的雷达波主频低，分辨低，所探测深度比较大，检测时还需要将发射和接受天线与隧道衬砌表面密切，让天线沿测线滑动。为了提高工效，应使天线以5km/h的速度沿测线滑动，这时就需要使用工作台架，高高架起天线，使其缓慢滑动。另外雷达时间剖面图上的各测点的位置和隧道里程紧密联系，所以为了保证点位的准确性，需要在图书馆上每5米或10米的位置作一标志，标上里程，使更清晰明了，雷达技术在隧道工程中更高效的应用。
2.3检测原理
随着我国经济的快速发展，各行业的科技水平也在不断的提高，为了提高我国目前的交通建设的质量，雷达技术正被广泛的逐渐的应用其中。如探地雷达应用于隧道衬砌质量的检测。下面就针对探地雷达的检测原理进行说明，探地雷达是一种高频率的雷达系统，它产生带脉冲的电磁波束通过天线向确定好的介质体内定向发射，在电磁波的传播过程中会遇到各种不稳定的传播介质从而产生反射，产生的反射波又被介质表面的接受天线接收，通过测定的仪器就可以测出回波的相位，振幅，波长等特征，确定波长的旅行时间和界面或目标的空间位置。雷达技术应用于隧道工程中已经产生了很大的经济效益，质量也越来越高，具有很大的发展市场。
2.4资料处理方法
若想对一项隧道工程的衬砌质量做出正确的检查与评价，则必须要对该隧道工程的设计情况做出详细的了解，如隧道的长度，隧道设计时所依据的参数以及施工的方法和步骤等。并对现场采集的数据进行大量采集同时滤波，去噪，均衡等处理，打印成时间剖面图，时间剖面图是用于判断和计算的基本图件，对于隧道工程的设计具有相当大的用处，在其中各种细节都要标注，如隧道中的各个截面位置，灯和通风机的位置等。因为时间剖腹产极具重要性，所以其要经过严谨的复查和审核，从开始到结束，要经历10道工序，每一道工序都要对其进行详细的研究，确保其准确无误。
3雷达技术在隧道实体检测中的应用
3.1隧道测线布置
为了进行好对隧道实体无损检测的工作，需要利用雷达技术确定好界面和目标体的位置，从而合理布置好检测工区测线，包括二维体和三维体。一般来说，每项隧道工程都会沿隧道轴向布置好6条测线：拱顶，左右的拱腰，左右的边墙仰拱处。基于此，为了提高对隧道实体检测精度的要求施工单位单位还需要在隧道环向合理化布置各检测部位纵向测线，纵向测线大概有六条左右，并且同时需要在沿隧道纵向铺以一定间隔的环向测线作为补充。在采用点测时则每断面点不少于六个点。以便于在隧道工程中检测出一些不严密之处及时补修。
3.2现场检测工作
近年来，隧道工程作为探地雷达技术新的应用方向具有十分广阔的前景。针对检测隧道工程的质量问题，使用探地雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测。首先在施工现场，要保证雷达的天线与混凝土衬砌表面密切接触，因为雷达天线发射雷达波需要在其表面进行。另外为了保证雷达天线平稳的移动，提高工效，雷达天线的移动速度要控制在3～5km/h，这个速度经过一系列检测是最为合适的。不仅如此，相关的工作人员还需要在现场记录测线的方向，位置，标记间隔，尤其是干扰雷达电磁波传播的物体和它的位置，从而避免干扰的物体，使工作高效的进行。
3.3数据处理与分析
在雷达技术应用于隧道工程中要进行对数据的处理与分析，其目的是为了避免在雷达波的传播过程中其他物体的干扰，提高雷达的分辨能力，从而提高工作效率。由于隧道工程的地下介质本身相当于一个复杂的低通滤波器，产生的电磁波在反射回地面的过程中容易和其他反射波相重合，以至于最后反射回地面的电磁波是被拉长和衰减的雷达子波。这就模糊了很多重要的地质因素，所以需要对采集的雷达数据进行处理。雷达数据处理需要经过滤波，去噪，均衡的处理。滤波是为了除去在传播过程中遇到的高频物体，降低噪声和其他波的影响；去噪是为了提高信噪比；均衡是为了吸收介质和抑制其他的杂质。由此来看，数据处理与分析是十分重要的。
3.4应用实例
下面就针对雷达技术在隧道实体检测的应用提出实例。某隧道位于硬质火成岩中低山区之岗岩，变质火成岩窄谷亚区，其山体地形比较凌乱，山脉起伏较大。除了采用明洞式结构之外，洞内还采用复合式衬砌，喷射混凝土。在该隧道工程准备施工之前就利用雷达技术对隧道衬砌进行无损检测，首先要在隧道相应里程段内在隧道拱顶，左右拱腰，左右边墙处共布置5条纵向测线。在检测过程中通过测线检测到二衬混凝土中存在有空洞，脱空等缺陷异常，此时因为不能满足铁路工程质量检验评定标准，所以就需要施工单位进行补修处理。等到一至二个月复检合格后，再进行动工。
结束语：
地质雷达检测隧道衬砌层是一种先进的无损检测技术，具有相当高的便利性。采用地质雷达无损检测可以将施工过程中出现的各种质量问题排除在建设施工阶段，保证了施工期间的安全性，也大大提高了施工的工作效率。比起传统的检测技术，雷达检测技术所采集的数据大，范围广泛。并且从野外数据采集到后期数据处理和解释水平在不断的提高和完善。相信通过科技的持续发展，雷达检测技术将越来越先进，隧道衬砌层的雷达技术检测将拥有十分广阔的前景。
参考文献：
[1]冯慧民地质雷达在隧道检测中的应用（J），现代隧道技术，2004（04）
[2]郭有劲地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用（J），铁道工程学报，2002（02）
[3]高文号浅谈地质雷达在隧道衬砌检测中的应用（J），安徽省交通勘察设计院，2003（01）