地铁盾构隧道壁后空洞高精度成像方法

盾构隧道在建设和运营中常面对壁后空洞等隐蔽缺陷问题。这些隐蔽缺陷会导致隧道局部承载力降低,在荷载长期作用下增加隧道灾变风险。探地雷达是盾构隧道隐蔽缺陷探测的主要方法之一,然而直接对雷达数据进行解译受环境影响较大,不能满足日益提高的检测需求。为提高隧道检测的精度,采用时域有限差分法对不同尺寸与形状的隧道壁后空气/含水空洞进行数值模拟,研究不同类型空洞的电磁响应特征,并结合逆时偏移方法对空洞目标进行了高精度成像。之后,在搭建的隧道隐蔽缺陷试验平台中埋设了不同大小的空气/含水空洞并进行了雷达探测,利用足尺模型试验对所提出的成像方法进行验证。结果表明:相较于传统的绕射叠加偏移与Kirch-hoff偏移方法,本文提出的逆时偏移成像算法可在抑制成像目标边缘反射伪影的同时,准确估算空洞位置及尺寸。研究结果可为盾构隧道壁后空洞雷达数据解释提供参考。