参考答案：地质雷达探测衬砌背部空洞的原理：
属于电磁波检测范围。地质雷达利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质传播过程中，其路径、电磁场强度以及波形将随所通过的介质的电性质以及几何形态而变化。因此，可根据接收波的旅行时间(亦称双向走时)、幅度与波形资料推断介质的结构。实测时将雷达的发射和接收天线密贴于喷层表面，雷达波通过天线进入混凝土衬砌中，遇到钢筋、钢拱架、材质有差别的混凝土、混凝土中间的不连续面、混凝土与空气分界面、混凝土与岩石分界面、岩石中的裂面等产生反射，接收天线接收到反射波，测出反射波的入射反射双向走时，就可以计算反射波走过的路程长度，从而求出天线距反射面的距离。
(1)原理：雷达天线可沿所测测线连续滑动，所测的每个测点的时间曲线就汇成了时间剖面。各测点接收到的同一反射面的反射波形成一定的图像，就可以直接反映出各种不同的反射面。
(2)方法：
①测线布置。隧道施工过程中质量检测以纵向布线为主(拱顶、拱腰、边墙、拱底)，横向布线为辅(8～12m)；竣工验收时应纵向布线，必要时可横向布线；3车道隧道应在拱顶增加2条测线；测线每5～10m应有一里程标记。
②介质参数标定。检测前应对衬砌混凝土的介电常数或电磁波速做现场标定，每座隧道应不少1处，每处实测不少于3次，取平均值；标定方法：在已知厚度部位或材料与隧道相同的其他预制件上测量，在洞口或洞内避车洞处使用双天线直达波测量，钻孔实测；标定结果的计算。
③测量时窗确定。
④扫描点数的确定。
⑤数据处理。