隧道衬砌背后脱空识别的改进瞬变电磁雷达法

针对衬砌背后脱空检测图像特征不显著、脱空定位及范围识别准确性较低等技术难题,以瞬变电磁理论为基础,结合隧道衬砌结构检测需求,提出了隧道衬砌背后脱空识别的改进瞬变电磁雷达法;通过改善发射系统关断时间增大探测深度;利用接收线圈等效电路及弱信号增强算法提升成像分辨率;在剔除强干扰信号并增大发射磁矩基础上,采用圆滑滤波处理及多周期叠加采样抑制数据噪声;基于视电阻率差异建立衬砌结构相关介质的TER图谱,通过不同类型混凝土构件的多种组合进行室内衬砌缺陷模拟检测试验,初步评估改进TER法检测衬砌背后脱空的可行性及其检测精度;在北京市地铁6号线郝北隧道进行了现场实际检测与应用,综合对比了TER检测图像与管片钻芯取样结果,以验证改进TER法检测衬砌背后脱空的有效性。研究结果表明:改进TER法具有较高的成像分辨率与较好的缺陷辨识效果,可直观清晰地反映衬砌背后脱空缺陷的实际特征,能有效识别衬砌厚度、钢筋埋深、衬砌背后脱空及衬砌内部空洞的具体位置及范围;可定量化描述10~20 cm的脱空缺陷,并对小于10 cm的脱空缺陷进行定位及脱空量级判定,对于衬砌背后深度达30 cm以上目标体的识别结果具有较好的参考性;改进TER法受金属介质干扰较小,在大范围连续性检测中,可对脱空范围大于30 cm的衬砌背后脱空缺陷进行精确定位。