该文以盾构隧道施工与维护中的主要问题为出发点,首先总结盾构隧道引起的环境影响,以及其影响范围,在分析导致这些影响的因素时,认为盾尾空隙的回填问题显得比较突出.通过对国内外资料的分析总结,讨论了盾尾的土体变形形式,壁后注浆的工艺发展、目前的注浆技术、注浆材料、直至施工中的注浆控制体系.对地质雷达理论的了解是应用地质雷达探测盾构隧道壁后注浆的前提,该文较详细地介绍了地质雷达理论,包括波动理论、地下介质的电磁特性、地质雷达发射电磁波的性质及其在界面上的反射和折射等.详细地介绍了地质雷达探测方法,主要是盾构隧道壁后注浆探测中应用的宽角法、反射法,以及探测精度讨论和探测技术参数选择方法.也介绍了透射法、环形剖面法以及多天线法等,作为地质雷达在盾构隧道中的多种应用发展的基础.现场试验是该文的重要基础,文中结合盾构隧道施工和维护,详细地讨论了现场试验的试验目的,除了验证地质雷达在盾构隧道壁后注浆的可行性之外,还根据地质雷达在盾构隧道施工和维护中应用的前景,提出了设备改装、数据采集方案、以及数据积累等方面的要求.同时在试验内容中设置了相应的内容,设计了三种设备组合方案,三种数据采集方案等,以及两种测线布置方案.对试验数据的处理过程中,运用地质雷达理论,结合图形图像处理方法进行数据处理.在数据处理过程中,首先进行零点调节,然后运用信号饱和修正、点平均、道平均、各种增益处理、频率域滤波、时间域滤波等方法滤去探测数据中的噪声干扰,然后进行识别和图像处理.首先对宽角法数据进行分析,确定各层介质中的电磁波传播的速度,及其介电常数,以及各介质界面上的反射系数.然后根据子波分析得到发射子波波形,设计管片、注浆体、土层组合的三次介质模型,并运用射线追踪理论令发射子波通过此介质模型,得到各种介质厚度组合的特征子波波形.再将特征子波波形运用到反射法探测数据分析中,确定管片、注浆体的反射子波位置,计算各介质的埋藏深度,并运用该课题组开发的地质雷达专业软件进行图像处理,得到直观的灰度和彩色分布图.最后根据盾构隧道施工和注浆原理,以及各介质反射特征子波波形相结合,确定注浆体分布的形式,并进行分类.总结各类注浆分布的地质雷达图像识别原则.