地质雷达法是一种用于确定地下介质的光谱（1MHz-1GHz）电磁技术。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。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，可根据接收到波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形资料，可推断介质的结构。
地质雷达主要仪器参数设置，技术指标应符合以下要求：
系统增益不低于150dB；信噪比不低于60dB；模/数转换不低于16位；信号迭加次数可选择；采样间隔一般不大于0.5ns。天线：最大探测深度大于2m；垂直分辨率应高于2cm。
地质雷达探测衬砌探测背部空洞注意事项:
1）测量前应检查主机、天线以及运行设备，使之均处于正常状态；2）测量时应确保天线与衬砌表面密贴（空气耦和天线除外）；3）检测天线应移动平衡、速度均匀。移动速度宜为3—5km/h；4）记录应包括记录测线号、方向、标记间隔以及天线类型等；5）当需要段测量时，相邻测量段接头重复长度不应小于1m；6）应随时记录可能对测量产生电磁影响的物体（如渗水、电缆、铁架等）及其位置；7）应准确标记测量位置。
衬砌背后回填密实度判定特征：
1）密实：信号幅度较弱。甚至没有界面反射信号；2）不密实：衬砌界面的强反射信号同相轴呈绕射弧形，且不连续，较分散；3）空洞：衬砌界面反射信号强，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号，两组信号时程差较大。
衬砌内部钢架、钢筋位置分布的主要判定特征：
1）钢架：分散的月牙形强发射信号；2）钢筋：连续的小双曲线形强反射信号。