盾构管片壁后注浆密实度地质雷达正演模拟与实例分析

徐小勇，李学聪，刘书铭

（北京环安工程检测有限责任公司，北京 100101）

0 引言

在地下隧道工程建设中，盾构施工法应用得越来越广泛。盾构机在向前掘进的过程中，由于盾构机刀盘直径大于管片外径，当管片拼装完成并脱出盾尾后，管片与土体之间形成一个环形间隙，此间隙若不及时填充，可能造成地层变形，致使地表下沉或建筑物下沉［1］。为了填充这些间隙，就要在盾构机推进过程中，保持一定压力不间断地从盾尾直接向壁后注浆［2］。壁后注浆分为同步注浆、及时注浆和二次注浆。可见，管片背后注浆的主要目的有防止地层变形，减少隧道的沉降量，使管片得到部分稳定，防止管片偏移。并且浆液凝结后具备一定的强度，提高了隧道的抗渗能力，增加衬砌接缝的防水功能，可以说管片背后注浆起到了多方面的作用［3］。

盾构隧道的施工工艺和管片防水性通常只能采取无损探测方法进行试验检测。地质雷达法（GPR）作为一种高分辨率的物理探测方法，广泛应用于隧道衬砌的无损检测［4］，技术人员对地质雷达图像的解释和识别依赖于衬砌内部不同缺陷的雷达图像特征，然而限于隧道内部空间有限，探测环境的复杂干扰及技术人员的知识经验，要准确解释判断雷达图像具有一定的困难［5］，因此对地质雷达图像特征的研究十分重要。

本文通过采用时域有限差分（FDTD）方法的GPRMax3.0 程序建立不同的管片壁后注浆缺陷 3D 模型，然后分析其正演模拟反射特征，再对比分析地质雷达在实际盾构隧道管片检测结果，从而提高技术人员对雷达图像解释的准确性，有助于更好地指导地质雷达在盾构管片壁后注浆检测的应用［6］。……