1、地质雷达检测铁路挡墙注浆加固效果 【摘要】采用地质雷达检测方法对铁路挡墙病害情况进行检测，为确定整治处理方案提供依据；注浆整治后，对加固处理效果进行检测，通过注浆前后的雷达检测图像对比分析，评价加固处理效果，经实例验证，该方法可快捷、有效的对挡墙加固效果进行整体综合评判，应用效果良好，能够为以后同类工程的检测提供参考。 【关键词】地质雷达；注浆效果检测；铁路挡墙 前言 铁路挡墙病害威胁到线路行车安全，注浆充填是近年来应用较多的一种挡墙病害处理方案，通过在挡墙表面钻孔，利用注浆管将水泥浆液注入挡墙背后松散、脱空部位。由于注浆处理属于隐蔽工程，挡墙松散、脱空部位在注浆治理后，其浆液位置具有较大的不
2、确定性，难以通过传统的取样、密实度等方法进行注浆加固效果检测。 地质雷达法作为便捷、高精度的探测手段，在工程病害探测和加固效果检测领域得到广泛应用。本文以沪宁城际铁路某挡墙注浆加固效果检测为实例，在整治处理前，对铁路挡墙病害情况进行检测，为确定整治处理方案提供依据；在整治处理后，对注浆加固处理效果进行检测，通过注浆前后的雷达检测图像对比分析，评价加固处理效果，以期为地质雷达的拓展应用提供参考。 1 地质雷达检测原理 地质雷达是一种利用电磁波对地下的或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。其工作原理就是利用高频电磁波（主频从数兆至上千兆赫）以宽频带短脉冲的形式，由地表通过发射天线向地下发
3、射电磁波，由接收天线接收电磁波，当电磁波在地下旅行时，遇到具有电性差异的介质时（如空洞、分界面等），电磁波反射回地面由接收天线接收，根据电磁波的旅行时间、波形特征可以确定地下介质（目标体）的空间位置、几何形态（图1）。 当介质间的电磁特性差异越大， 其介质间的界面越易识别（物体的电磁特性主要由相对介电常数 和电导率L决定）。由于铁路挡墙混凝土墙体与墙后土体、局部空洞之间存在明显的物性差异，给地质雷达检测挡墙病害提供了地球物理勘探前提条件。 注浆处理前，由于挡墙背后填充物存在松散、不密实及空洞情况，地质雷达的反射波组比较杂乱，同相轴不连续，电磁波的能量消耗小，振幅较强；注浆处理后，由于浆体充填了
4、挡墙背后填充物中的空隙，与原有填充物有效胶结在一起，雷达反射波组平直，同相轴较连续，能量消耗大，注浆前存在的脱空、不密实异常区域信号幅度变弱；通过对比上述特征，可以评价注浆加固效果。 2 工程实例 2.1 工程概况 沪宁城际铁路某中桥底部存在地方泵站，为防止泵站抽排水引起粉土层的进一步流失，消除安全隐患，根据工程地质、水文地质特征，结合既有工程及施工条件等因素，采用导管注浆等措施进行基底注浆处理。挡墙范围内采用小导管进行注浆，并于挡墙端部墙壁上设3排导管孔。小导管按正方形布设，孔间距2.23.1m，孔深4.65.2m。 2.2现场检测工作 （1）检测测线布置 挡墙注浆加固效果检测沿挡墙14m高
5、度共布置三条横测线（图2），注浆前后分别检测一次，方便对比分析。 （2）采集参数确定 根据分辨率和深度要求，采用250MHz天线，连续采集数据模式，每秒扫描100道，采样长度60ns，每道采样点数1024。 2.3 检测数据解释 （1）注浆前挡墙病害探测 以测线为例，对注浆前挡墙病害探测情况进行分析。根据现场地质调查，同时结合地质雷达资料分析，线路中心左6.3m左11m、右7.5m右11.2m反射信号强，三振相明显，推测挡墙背墙体后存在脱空现象；线路中心左4.8m右4.8m、右12.8m右15.2m雷达反射信号同相轴呈绕射弧形，且不连续、较分散，推测挡墙墙体背后填充松散、不密实（图3）。 （2
6、）挡墙注浆加固效果评价 评价方法：对比加固前后雷达反射波组同相轴连续性；对比加固前后同一异常的振幅变化。 评价标准：反射波组同相轴平直、连续，且相对均匀；脱空、不密实异常区域信号幅度变弱；以上特征有一个出现或同时出现，可认为加固有一定效果。 从图4可以看出，经注浆加固处理后，测线雷达同相轴较连续，且相对较均匀，注浆前存在的脱空、松散、不密实异常区域信号幅度变弱，说明经注浆处理后，挡墙墙体背后浆体充填均匀，注浆空洞和软弱松散等不均匀体有效固结为一个整体，背后填充情况得到改善，加固效果良好。 3结论 地质雷达检测对介质的电性特征变化有良好的敏感性，对注浆前后的电性差异有直观的反映，可用于表征介质的
7、连续性，是探测介质结构和分布特征的有效手段。通过对比分析加固前后地质雷达反射波组同相轴连续性和同一异常的振幅变化，可以有效地对挡墙注浆加固效果进行评价。通过地质雷达在本次挡墙注浆加固效果检测中的应用，为以后同类工程注浆加固处理质量控制提供了参考。 参考文献 1中华人民共和国铁道部. TB10013-2010.铁路工程物理勘探规范S.北京，2010. 2李大心.探地雷达方法与应用M.北京：地质出版社，1994. 3李大心.地球物理方法综合应用与解释I.武汉： 中国地质大学出版社，2003. 4吴火珍，焦玉勇，李海波，张秀丽.地质雷达检测防空洞注浆效果的技术方法及应用J.岩土力学，2008，29（S1）：307-310. 5岳雪波，吴建中，夏峻峰.地质雷达在桥台台背注浆效果检测中的应用J.人民长江，2013，44（6）：65-66. 6杨峰，王鹏越.地质雷达检测路基注浆效果技术方法研究J.公路交通科技，2006，12（12）：153-154. 7陈军，赵永辉，王永强，金淼.基坑维护工程注浆效果的雷达检测J.上海地质，2007，101（1）：75-78. 8孙家坡，陈元瑗，王飞跃.地质雷达检测地基注浆效果应用J.建设科技，2008，（15）：114-115.第 5 页 共 5 页
