冯永梅

（临夏州水务局，甘肃 临夏 731 100）

0 引言

对于探底雷达检测方法而言，具有无需破坏被检测物品的特点，甚至也能精准额勘测到施工建设场地的地质结构和目标物体，将此种检测方法应用到水利工程安全检测工作中，具有良好的应用效果。水利工程在施工建设期间，做好安全检测与保证工作非常重要，通过正确使用探地雷达检测方法，获取具有精准性和科学性的结论，为后续做好其他环节的各项工作提供参考依据。水利工程施工建设效果，会受到实际 应用的材料、建筑结构、天气状况、温度变化等多种因素的影响，这就要求探地雷达检测技术人员，紧紧依据检测结果分析，制定能够达到预期标准的安全施工方案。本文从探地雷达技术相关内容入手，展开阐述，针对如何正确应用探地雷达方法，开展安全检测工作进行全面探讨。

1 探地雷达技术相关内容

1.1 工作原理

探地雷达技术属于无损检测技术的范畴，具有较强的先进性，主要就是对地下和地面混凝土结构进行探测，同时也是地球物理探测方法的重要组成部分。在实际应用探地雷达技术期间，主要就是利用高频电磁冲脉波的反射原理，落实各项检测工作。如在应用电磁波来辐射检测目标的过程中，一部分会形成“直达波”，主要就是对地下目标进行深度探测；而另一部分会则会直接进入到被检测物的内部，在进行传播期间，不可避免的会遇到不同的介质，进而就会产生反射波。在最后阶段，技术人员通过对发射波自身存在的异常状况，进行观察和判断，最大程度上保证检测结果具有精准性。不可否认，不同介质的介电常数和电导率存在明显的差别，这样就会导致其对电磁波的具体发射情况存在差别。在此种状况下，既要对发射波进行细致分析，进而就能够精准判断检测目标内部的实际状况。

1.2 探地雷达技术优缺点

一是优点。探地雷达技术是无损探测技术的一种关键技术，实际应用的设备方便携带；在实际工作中，探地雷达作为新型的无损检测设备，具有携带方便、非破坏性、检测快速、精度高等特点，受到广大技术人员越来越多的关注，并且已经在路面厚度检测和隧道衬砌厚度检测中得到推广和应用。如果将探地雷达技术与其他种类的物理技术进行对比，能够发现该项技术的探测速度更快，并且还具备较高的分辨率，其通过图像的形式将探测结果呈现出来，具有较强的清晰性和直观性，便于水利工程施工人员参考施工。

二是缺点。在实际应用探地雷达技术期间，探测深度会受到一定的限制，通常状况下要在50m 之内来使用此种技术，即便是这样，对于水利工程而言不会造成影响；最终探测结果的准确性，会受到波速值测试精准度的影响，比方说如果水利工程施工场地的地质状况比较复杂，就会对最终的探测结果造成影响[1]。在对探地雷达技术进行应用时，具有加高的要求，如探测目标体与周围介质，都要具备较为显著的电信差异，否则将不利于最终检测结果有效性。在面对探地检测技术这些缺点期间，水利工程在对最终探测到的结果进行分析和解读时，就要指派具有专业性的工作人员参与其中，从而为后续制定更具有针对性的安全施工方案奠定基础。

1.3 探地雷达技术需求

应用探地雷达技术来探测水利工程中的各项安全隐患，具有比较显著的应用效果。但是考虑到水利工程环境自身的特殊性，通过长时间的使用各项设备，其电磁体性不可避免的会因为外界条件不断变化而发生变化，这样就会降低探测结果的精准性。基于此，在对探底雷达技术进行应用期间，会需要其他种类的技术发挥功能作用。一是软件方面的需求，要注重提升软件自身的数据处理能力、目标自动识别能力等，最终目的就是为了保障满足水利工程安全检测需求，如高效进行功能选择和二次开发。二是技术水平方面的需求，着重提升高效收发机、低噪声取样技术水平，甚至还要进一步提升分辨率。

2 探地雷达的具体探测方式

水利工程安全检测工作人员，在应用探地雷达技术进行探测期间，需要紧紧就结合被探测的具体范围、探测目标进行分析，制定具有科学性和合理性的探测方案，从而明确与之相对应的雷达探测方式，本文就是对其中几种比较重要的探测方式进行详细介绍。

2.1 反射探测方式

在对探地雷达方式进行应用期间，测量时最重要的影响工作，就是要将发射天线T 与接收天线R 分开，真正做到保持相对距离，从而为后续有效移动探测目标提供保障[2]。通过对发射和接受的电磁波进行研究，发现其实际上会被不同测点的雷达，分别进行记录；在完成网格线测量工作之后，会传输回波曲线，做好信号分析和多个通道摘除工作；正确处理实际测量到的各类信号和数据，之后就能够获取与之相比应的数据。考虑到电磁波数据，能够精准有效的反映出具体发射面的调整，所以此种探测方式被水利工程安全检测技术人员充分应用。

2.2 共中心点探测方式

在对共中心点探测方式原理进行分析期间，发现发射天线和接收天线，主要就是将目标体作为中心的相反方向进行等距移动；在同时开展数据采集和移动工作期间，在一定状况下如果想要全面提升采集数据有效性，就需要停止移动[3]。共中心点探测方式充分发挥功能作用，能够保证同一测点在不同天线下的数据，进行叠加；最后通过平均，就能够获取真实有效的探测结果。因此，水利工程安全检测技术人员，对共中心点探测方式进行正确应用，在减少测量误差的基础上，即便是面对不易被识别的目标体时，也能够精准识别。

2.3 宽角探测方式

宽角探测方式与其他形式的探地雷达技术不同，如在应用期间需要保证发射天线具有固定性，不能轻易进行移动；而对于接受天线而言，则是要处于均速移动的状态，这样就能够在精准记录面数据之后，通过分析获取最终的探测结果。

2.4 透射探测方式

此种类型的探测方式，要求发射天线和接收天线，具体分布在物体两侧的位置；之后再通过传输发射波和接受分析，精准获取与实际被测物体相关的各项数据[4]。透射法取得的资料必须经过处理才能显示成解释所需的资料。SSI 公司于1997年开发出可用于将GPR 透射资料变换成可用于解释图像的软件。实施步骤包括：原始资料编辑和归类、采集波至、利用美国矿业局的地震层析软件对资料进行层析成像处理，绘制速度、衰减及波散图件以及图像处理等。

3 探地雷达在水利工程安全检测中的运用

3.1 探地雷达的资料处理

水利工程工程在应用探地雷达进行探测期间，要认识到探地雷达极易受到各种噪音影响这一问题，如果没有及时处理，这些噪音就对最终的探测结果产生不同程度的干扰，甚至还会降低图像的真实性。在传播电磁波期间，不课避免的会产生衰减、反射、折射等问题，如果这些不同种类的波处于相互叠加的状态，无形中就会增加图像还原难度，所有探地雷达的资料处理，会对最终探测结果的真实性与有效性产生严重影响[5]。在开展探地雷达资料处理工作期间，主要就是对处理实际记录的波形信号，在此期间会应用到去除噪音、过滤波、偏移归位等多种方式，进而达到优化各项数据资料，反应被检测物真实状态的目的。

3.2 探地雷达具体应用案例

例如A 水库工程，主要就是由大坝、导流泄洪洞、引水管、工作桥等多种不同功能作用的建筑物组合而成。应用探地雷达技术进行检测期间，主要就是导流泄洪洞自身的钢筋混凝土结构进行检测，如检测其基础和洞外璧砂层的实际密实程度，进而对其是否存在裂缝和空洞现象进行确认。

（1）做好测线布置工作。在明确导流泄洪洞的实际形状之后，可以在侧墙水平方向的位置上，一共布置4 条测线，并且要保证侧墙中的测线与底板之间的距离为1.2m、侧墙底部测线与底板之间的距离为0.4m 等。最重要的就是要保证径向测线，都布置在左右两端的墙上；从钢梁底部一直到底板的表面，都要保障雷达天线始终能够从上向下的方向进行移动；同时还要每隔相应的距离就布置一条测线，保证最终布置的测线数量满足标准要求。

（2）科学合理选择探测方法和参数。比方说以应用RIS K2 型探地雷达方式为主，主要就是对其较高的分辨率进行充分应用，甚至在完成探测工作之后所产生的探测结果，都会以是数据库的形式进行自动存储，能够为水利工程安全检测工作提供诸多便利。在此过程中，为了能够达到探测精准标准，可以通过应用连续探测的方式，开展数据采集工作，但要保证天线频率处于600MHz 的状态，实际的测点距离为0.1m，甚至也要明确有效的探测深度为3m。如果雷达天线处于沿着实际定测线，并且还是紧贴混凝土表面向前移动的状态，那么就要滚动测距轮，使其触发高频电磁波[6]。一旦电磁波与电性不同的分界面相遇，就会产生相应的反射，在此期间产生的信号会被天线接收，之后就能够在雷达转换卡的作用下，直接将脉冲信号转换为数字信号，将其传输给雷达主机，最后通过落实噪音处理和滤波等多项工作，就能够获取水利工程隐蔽部位的连续雷达剖面图。水利工程安全检测人员通过采用此种类型的检测方法，会获得大量的剖面图，其中水平方向取底板右部测线剖面图具有一定的代表性，探地雷达检测技术人员可以对其进行正确分析。

（3）选择具有针对性的探地雷达天线。考虑到探地雷达探测结果的精准度和结构，都会受到天线的实际规格、时窗、采样率、测点距离等多项因素的影响，这就要做好在明确各项因素影响程度的基础上，做好探地雷达天线选择工作，保证其与水利工程安全检测要求具有一致性[7]。对于探地雷达而言，能否精准确定天线的中心频率至关重要，这就要综合考量水利工程探测目标的深度、尺寸，之后再对探地雷达的天线频率进行正确计算。

实际上，雷达探测的具体深度，会受到中心频率和传播介质相对介电常数的影响，考虑到传播介质相对介电常数自身特征具有较强的稳定性，甚至不会发生改变，足以说明固定探测目标探测深度，只会受到天线中心频率的影响。如高频率电磁波的波长比较短，极易产生衰减的现象，进而导致探测深度小、分辨率高的现象；低频率电磁自身的波长比较常长，所以其衰减速度会比较慢、探测深度会比较大，但是其分辨率就比较低。基于此，就要结合实际状况，选择具有针对性的天线频率，严格按照测量目标体的实际需求，做好该项工作。

4 结束语

综上所述，探地雷达是一种具有无损性的检测设备，水利工程在对其进行应用期间，就是考虑到其具有方便高效的特点，不仅能够直接将水利工程建筑结构反应出来，也能保证水利工程安全施工，对于提升施工建设质量具有重要帮助。其主要就是将电磁波原理最为基础条件，但是不能否认，一旦两种介质之间的性质存在较大差异，雷达所成的图像剖面图的波动幅度就会产生越大的变化，不利于连续性的提升。探测雷达检测方式，水利工程安全检测工作应用效率较高的一种方式，变化水利工程指定完善的安全施工与管控方案。