地質(zhì)雷達在水利工程質(zhì)量檢測中的應用

⑴ 反射層拾取

根據(jù)勘探孔與雷達圖像的對比分析，建立各種地層的反射波組特征，而識別反射波組的標志為同相性、相似性與波形特征等。

⑵ 時間剖面的解釋

在充分掌握區(qū)域地質(zhì)資料，了解測區(qū)所處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)背景的基礎(chǔ)上，研究重要波組的特征及其相互關(guān)系，掌握重要波組的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，其中要重點研究特征波的同相軸的變化趨勢。特征波是指強振幅、能長距離連續(xù)追蹤、波形穩(wěn)定的反射波。同時還應分析時間剖面上的常見特殊波(如繞射波和斷面波等)，解釋同相軸不連續(xù)帶的原因等。

根據(jù)上述解釋原則，對雷達圖像進行地質(zhì)解釋如下：

圖1(a)為左堤9+638～9+721護險段坡腳雷達測試圖像。此圖由淺至深解釋為：①第一同相軸(4ns)為雷達波初始信號；②第二同相軸和第三同相軸(12ns，層厚約0.40m)呈現(xiàn)出寬粗、強振幅，且連續(xù)可追蹤的水平層狀，該同相軸推測為漿砌石在雷達圖像上的反映。尤其是第三同相軸有時出現(xiàn)不連續(xù)段或缺失或雜亂無章時，即可推定此處漿砌石質(zhì)量差或與堤身土體分離形成架空等現(xiàn)象；③新人工填土：反射層位不連續(xù)，起伏變化較大，有時雜亂無章，反映該層填土不均勻，層位不穩(wěn)定，時有透鏡體的形式展現(xiàn)，該層厚度大約為2～4m；④老人工填土：反射層位連續(xù)且穩(wěn)定，層內(nèi)介質(zhì)變化不大，反映出該層填土較均勻，已形成相對密實的地層，該層厚度大約為1～3m；⑤自然地層：即堤基持力層，反射明顯，層位穩(wěn)定，未見層內(nèi)介質(zhì)突變或不均勻的現(xiàn)象，反映出自然地層沉積環(huán)境較好，密實度相對較大等，此層頂面埋深大約為４～５m。

圖2為左堤32+960處護險坡腳雷達圖像，圖中淺部解釋與圖1類似，主要說明的是剖面6.0～12.0m段，自0.4m以下反射層位雜亂，極不規(guī)則，連續(xù)追蹤性差，出現(xiàn)很多的短小反射層，且漿砌石下部反射也很雜亂無章，說明此段護險下部的土體較松散，與漿砌石形成似離似親，接觸較差。而剖面12.0～15.7m段上下部位反映較均一，水平層狀良好，說明此段堤身土體較密實，與漿砌石接觸良好。

圖3為已知漿砌石下部架空時的圖像，該剖面第三反射同相軸自剖面點9.4m處斷開，形成“背斜”狀的強反射層，此現(xiàn)象延續(xù)到剖面點12.8m處，此段漿砌石與下部土體分離導致架空，其范圍與已知情況吻合。

通過雷達測試成果的地質(zhì)解釋共圈定出73處漿砌石存在不同程度的隱患或質(zhì)量較差，這些隱患的類型一般為：①漿砌石厚度較??；②漿砌石與下部土體分離形成架空；③漿砌石膠結(jié)不良或松散；④漿砌石出現(xiàn)裂縫等不良現(xiàn)象。

護砌整體質(zhì)量較差的堤段多為年久失修嚴重，漿砌石與下部堤身土體接觸差，多形成架(懸)空狀態(tài)，造成護砌斷裂、塌陷等不良現(xiàn)象較普遍，且多具一定規(guī)模。而造成上述現(xiàn)象存在的原因，筆者分析后認為漿砌石面存在許多縫隙，且砂漿質(zhì)量差、少漿，下部又無防滲護層，堤身土體多由粉細砂組成，經(jīng)降水入滲，粉細砂局部被沖刷淘失，在砌石與堤身土體之間形成空洞，并有繼續(xù)擴大發(fā)展之趨勢。

該物探成果經(jīng)開挖驗證(見圖4――開挖照片)，完全符合客觀實際，受到了甲方的贊譽。

6 結(jié)語

地質(zhì)雷達以其高效快速、高精度在護險工程探測中能夠發(fā)揮重要作用，取得了良好的應用效果，且對淺層或超淺層的工程探測中有著十分廣闊的應用前景，然而地質(zhì)雷達的探測深度和精度與所采用的天線頻率有很大關(guān)系，天線的頻率越低探測深度越大，則精度越低；而天線的頻率越高，探測深度越淺，則精度越高。本次采用中心頻率250MHz的天線進越高。本次采用中心頻率250MHz的天線進行探測，其深度和精度均能滿足此次勘察的技術(shù)要求。

圖4 開挖驗證結(jié)果(左堤――照片)