超带宽无线探地雷达

项目背景

在地铁隧道施工过程中，注浆起到充填，加固和减渗的作用，是隧道施工过程中必不可少的一环。而注浆出现空洞不仅会对地表沉降和结构变形产生显著影响，还会对隧道管片受力特性和环境造成不利影响，因此根据我国铁道部《铁路工程物理勘探规范》要求，为避免隧道注浆产生的空洞对隧道产生危害，需要对隧道注浆进行检测，及时发现注浆空洞，保障隧道施工安全。

在本项目中客户需要IDS Chaser XR的探测能力能够穿过地铁管片,获取注浆层的信息，具体内容包括：

➤ 探测其背后注浆层的密实度，及时发现空洞、脱空等问题。

➤ 对发现的疑似空洞进行定位，确定其所在的管片的环数。

由于地铁隧道本身环境较为复杂，衬砌外壁的孔洞较多，且衬砌内钢筋较为密集，数据获取难度较高。客户在地铁隧道探测中主要存在着以下痛点：

➤ 客户现有的传统的分体式雷达携带不便，作业过程中需要线缆连接，容易挂到其他物件影响安全。且对现场作业人员而言，分体式雷达操作较为复杂。

➤ 衬砌表面配有钢筋，深度仅100mm左右，较为密集，且衬砌外壁孔洞较多，这些都对探地雷达的探测效果影响较大。

➤ 该项目需要进行隧道拱顶测量，测距轮受重力影响会往下坠落，需要人工进行托举，提高了作业难度、影响作业效率。

IDS Chaser XR 解决方案

针对客户需要探测注浆层密实度及确定出现问题的注浆层位置的实际情况，采用IDS Chaser XR探地雷达，搭配uMap数据采集软件及IQMaps数据处理软件，快速获取客户所需数据。

传感器层：

IDS Chaser XR

软件层：

uMap数据采集软件及IQMaps数据处理软件

通讯层：

WIFI连接

根据《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》 ，规定了隧道检测时的布线设置。即纵向布线，在拱顶、左右拱腰、左右边墙、各布一条。

现场拟定测线如下图所示：

实际作业过程中，由于客户主要关注的是探测地铁管片背后注浆密实度，由于受到重力的影响，注浆容易出现空洞的位置基本集中在拱顶，因此探测的重点集中在了隧道拱顶探测上。

拱顶探测

搭配IDS Chaser XR新配置的弹性测距轮，装上快插销，依靠扭簧弹力，即可使作业过程中测距轮能够紧贴隧道壁，而不需要额外人员对其进行托举，让隧道拱顶探测工作更为简便高效。

弹性测距轮

作业过程中，作业人员尽量避开了凸起的注浆孔及管片缝隙和管片本身存在的螺栓孔等干扰物，保证探测数据质量良好，能够满足后续数据分析的需求。

隧道复杂环境

外业测量完毕后，依靠IQMaps数据处理软件，对采集到的数据进行分析。找出拱顶的疑似空洞，并通过测距轮获取的距离信息，结合起始管片号、终点管片号以及管片的宽度从而确定空洞所在的管片号。形成报告后交由业主方进行后续处理。

对数据分析后发现依靠IDS Chaser XR能够顺利发现衬砌内的钢筋、注浆层和软土层界限、注浆层的空洞或者疏松，能够满足地铁隧道无损探测需要。

方案优势

IDS Chaser XR为一体化雷达，体积较小，便于携带，使用过程中不用连接线缆，有效降低高空作业过程中可能出现的问题。其操作简单和上手门槛低，简单培训即可上手，有效解决客户分体式雷达携带不便操作复杂的痛点。

IDS Chaser XR搭载的200MHz和900MHz的双频天线及VV和HH的双极化技术，能够有效应对隧道无损探测中不同深度的探测需求，尤其是其具有的VV垂直极化探测，能够有效穿透衬砌表层钢筋，对衬砌和后方的注浆层进行探测，并展现出较好的数据。有效解决客户面临的表层钢筋密集导致的探测效果较差的痛点。

IDS Chaser XR所配置的弹性测距轮，使其在任何工况下均能良好的贴合被测物体表面，防止轮子出现空转；特别适用于隧道衬砌拱顶、拱腰。同时又可双向安装，实现双极化探测切换，能够满足复杂地形测量。其在拱顶测量中表现良好，不需要人工托举也能够正常进行作业，有效解决了客户在使用传统测距轮时所面临的人工托举的难题，降低了作业难度，大大提高了作业效率。

文章来源：海克斯康

图片来源：海克斯康

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责任编辑：朱晓裔

审 核 人：李峥