隧道衬砌地质雷达无损检测技术

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隧道质量无损检测的地质雷达技术-new1

隧道质量无损检测的地质雷达技术-new1

隧道质量无损检测的地质雷达技术王正成1,2,吴晔1(1、北京铁城建设监理有限责任公司2、北京铁城信诺工程检测有限公司)摘要:地质雷达基于电磁波的反射原理,能够快速准确的定位隧道衬砌混凝土的质量缺陷。

结合隧道工程质量检测中的实际经验,从数据采集、处理和分析三方面入手,对提高数据采集质量,处理效果和缺陷的波形特征进行归纳与总结。

关键词:地质雷达隧道脱空钢架厚度1工作原理地质雷达是利用超高频窄脉冲(106-109Hz)电磁波在介质中传播规律的一种无损检测设备,它能够快速获得相关探测区域的详细信息。

地质雷达主要由主机、天线和界面单元组成,其中天线又包括发射端和接收端两部分。

地质雷达系统采集数据时,天线的发射端向测量表面以下发送以球面波形式传播的电磁波,同时,天线的接收端接收由不同电介质特性的层面反射的回波,经电缆或光纤传输到终端连接的计算机上,实时显示雷达图像。

电磁波在介质中传播时,其路径、波形将随所通过介质的电性质和几何形态的不同而变化。

当目标体为面反射体时,雷达图像上显示的是与反射界面相一致的一条曲线,当目标体为点反射体时,其雷达图像上显示的是一个抛物线,或称之为双曲线的一支。

地质雷达天线的发射端与接收端之间的距离很小,甚至合二为一,当地层倾角不大时,反射波的全部路径几乎是垂直地面的,因此,可以认为在测线不同位置上法线反射时间的变化就反映了地下地层的构造形态。

地质雷达工作频率高,在介质中以位移电流为主,因此,电磁波传播过程中很少频散,速度基本上由介质的介电性质决定。

电磁波传播理论和弹性波的传播理论有很多类似的地方,两者遵循同一形式的波动方程,只是波动方程中变量代表的物理意义不同。

2数据采集2.1 测线布置地质雷达测线通常按拱顶、左右拱腰和左右边墙各一条,共5条测线布置,测线走向为隧道的径向方向。

拱顶和拱腰部位的测线可以使用机械设备抬升,人工托举雷达天线的方法进行检测,抬升设备可现场搭建或借用已有设备(见图1和图2),如果使用路灯维修车进行高空部位数据采集时,因为要沿隧道纵向行进,其支撑部位不能落地,所以要特别注意安全。

隧道工程衬砌地质雷达无损检测技术

隧道工程衬砌地质雷达无损检测技术

隧道⼯程衬砌地质雷达⽆损检测技术隧道衬砌质量地质雷达⽆损检测技术1 前⾔1.1⼯艺概况铁路隧道衬砌是隐蔽⼯程,⽤传统的⽬测或钻孔对其质量进⾏检测有较⼤的局限性;应⽤物理勘探的⽅法对隧道衬砌混凝⼟进⾏⽆损检测,可取得快速、安全、可靠的效果。

1.2⼯艺原理电磁反射波法(地质雷达)由主机、天线和配套软件等⼏部分组成。

根据电磁波在有耗介质中的传播特性,当发射天线向被测介质发射⾼频脉冲电磁波时,电磁波遇到不均匀体(接⼝)时会反射⼀部分电磁波,其反射系数主要取决于被测介质的介电常数,雷达主机通过对此部分的反射波进⾏适时接收和处理,达到探测识别⽬标物体的⽬的(图1)。

图1 地质雷达基本原理⽰意图电磁波在特定介质中的传播速度是不变的,因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT,即可据下式算出异常介质的埋藏深度H:H V T=??2 (1)式中,V 是电磁波在介质中的传播速度,其⼤⼩由下式表⽰:V C =ε (2)式中,C 是电磁波在⼤⽓中的传播速度,约为3.0×108m/s ;ε为相对介电常数,不同的介质其介电常数亦不同。

雷达波反射信号的振幅与反射系统成正⽐,在以位移电流为主的低损耗介质中,反射系数可表⽰为:2121εεεε+-=r (3)反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异,电性差越⼤,反射信号越强。

雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。

电导率越⾼,穿透深度越⼩;频率越⾼,穿透深度越⼩。

2 ⼯艺特点电磁反射波法(地质雷达)能够预测隧道施⼯中衬砌的各种质量问题,分辨率⾼,精度⾼,探测深度⼀般在0.5m ~2.0m 左右。

利⽤⾼频电磁脉冲波的反射,中⼼⼯作频率400MHz/900 MHz/1500 MHz ;采⽤宽带短脉冲和⾼采样率,分辨率较⾼;采⽤可调程序⾼次迭加和多波处理等信号恢复技术,⼤⼤改善了信噪⽐和图像显⽰性能。

(1)操作简单,对⼯作环境要求不⾼;(2)对衬砌隐蔽⼯程质量问题性质判断⼀般精度较⾼,分辨率可达到2~5cm ,检测的深度、结构尺⼨以及⾥程偏差或误差⼩于10%,缺陷类型识别准确度达95%以上;(3)通过专业的RADAN 6.0分析软件,专业的技术⼈员可以迅速的完成数据处理等。

隧道检测中的地质雷达无损探测技术

隧道检测中的地质雷达无损探测技术

隧道检测中的地质雷达无损探测技术摘要:隧道施工是公路、铁路建造过程中较为常见的重、难点问题,其隐蔽工程量大、作业空间狭窄,部分地区受天然地质条件制约,还可能出现泥石流、滑坡等状况,危险性相对较高,因此必须通过有效的检测手段,实时监控拱顶下沉、围岩支撑等参数,以防安全事故的发生。

本文聚焦隧道检测必要性及难点问题,引入地质雷达检测技术,对其原理、应用及注意事项进行了展开论述。

关键词:隧道检测;地质雷达;无损检测技术前言:雷达技术具有显著的高效性、精准性特征,最早广泛应用于军事领域,并衍生出了脉冲雷达、连续波雷达等多种形式,可以满足不同场景下的探测需求。

当前伴随科技手段的进步,雷达技术融合发展趋势愈发明显,与激光、红外光等探测方案相互协同,应用领域也进一步扩展,地质雷达的出现,更是为交通基建无损检测提供了较为可行、高效的思路,有必要就其应用要点进行深入探究。

1地质雷达无损检测技术工作原理概述隧道工程危险系数高、施工难度大,拱顶、围岩等构造随时可能在不可预见因素的干扰下,出现坍塌、松动等状况,所以实践操作时,通常会结合超前支护、超前灌浆等方法技进行术辅助加固,施工结束后也要经过严谨、细致的检查验收,防止安全事故发生。

在这一过程中,地质雷达无损检测技术尤为关键,它可以在106至109Hz无线电的帮助下,对地下介质分布状况进行客观描述,为超前支护、二次衬砌等的质量、强度分析提供依据,方便后续施工的开展,也为验收工作提供依据。

从检测原理上看,电磁波是地质雷达探测的主要依托,当天线完成定向发射操作后,电磁波会在目标体、地层中,发生投射、反射作用,进而返回接收天线,在滤波器、解码器等的作用下进行数字化处理,并直接转化、显示为波形结构,技术人员通过波幅、传播时间等,就可以快速获知相关信息,实现参数采集。

需要注意的是,电磁波本身是存在衰减问题的,目标体埋深、电性差异等,均会对其传送过程造成影响,电位差越大,相关界面就会越清晰,分析准确性也就更有保障。

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用探讨

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用探讨

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用探讨在隧道衬砌无损检测中,地质雷达技术相对其他地球物理方法,以其操作简便、高分辨率在近年来的隧道工程质量检测中得到了广泛的应用。

本文介绍了地质雷达检测原理和数据处理方法,并对某隧道混凝土衬砌质量检测,说明了地质雷达对隧道进行无损探测具有较好的工作效果。

标签:地质雷达隧道衬砌检测隧道工程作为道路施工的重点和难点,具有隐蔽工程较多、施工条件较差、质量和安全不易控制的特点,常常由于施工原因造成隧道拱顶开裂、拱顶空洞、衬砌损坏、衬砌厚度薄等病害,给后期的营运带来较大的安全隐患。

由此,采用快速、先进的现场检测、监控措施成为保证隧道施工质量和安全的重要手段,隧道检测、监控也成为隧道施工中的必要环节。

1地质雷达检测原理地质雷达由一体机、天线及相关配件组成。

原理是基于地下介质的电性差异,向地下发射高频电磁波,并接受地下介质反射的电磁波进行处理、分析、解释的一项工程物探技术。

其工作过程是雷达主机通过发射天线(T)在隧道衬砌表面向内部发射频率为数百兆赫兹的电磁波,电磁波反射探测原理见图1。

当电磁波遇到不同媒质(岩土体、溶洞等)的界面时便会发生反射与透射,反射波返回衬砌表面,被接收天线(R)所接收。

此时雷达主机记录下电磁波从发射到接收的时间域脉冲信号双程旅行时间Δt。

因为电磁波在衬砌内的传播速度V 可由已知衬砌厚度点测定出来,所以可由深度D = V·Δt /2 式求出反射面的深度即衬砌厚度。

根据雷达图像上发射波的强弱、频率特征及变化情况,确定衬砌背后是否存在脱空。

并根据反射波组的波形与强度特征,数据处理得到雷达剖面图像,如图2 所示。

2资料处理方法探测的雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录,以波形或灰度显示探测雷达剖面图。

地质雷达探测资料的解释包括两部分内容,一为数据处理,二为图像解释。

数据处理是为了消除随机噪声压制干扰,改善背景;进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波,进行滤波处理除去高频,突出目的体,降低背景噪声和余振影响。

地质雷达技术在隧道衬砌检测中的应用

地质雷达技术在隧道衬砌检测中的应用
最 果 的准确性 ,在测线 布置 的检 测 区间 达波记录上 的双程旅行时( s。 隧 n ) 由于隧
内会存在各种各样 的缺 陷 , 如衬砌厚度 内 , 要 在 隧道 两个 边 墙 上 标 记 相 应 的 道内衬砌完成 的时 间不 同, 需 混凝 土砼 的
响 。在 天 线 移 动 过 程 中 , 时 随 记 录天线 所在位 置 的现场情
目前 , 隧道工程衬砌质量无损检 情 况如 图 1 示 ,主 要测线位 置有拱 取这些相 对介 电常数 的平均值 作为介 对 所
是效率高 , 能直观地对隧道 内部常见的
各种缺陷进行有效评价 。
二 、 质 雷 达 检 测 技 术 的 原 理 地 地 质雷达 ( ru d ee a n R dr Go n Pn t t g aa, ri
不足、 混凝 土 层 不 密 实 、 次 衬 砌 背 后 里程 。一般地 , 二 测线上每 5 米需要做一 原料配 比不同 , 其介电常数 在隧道不 同
脱空 、 初期 支护背后 的空洞 , 以及 钢筋 个标记 , 5 每 0米需要做一个 特殊标记 。 的位置也会有所不 同。 这就要求 我们尽 与钢拱架的间距偏 大等等l l I 。 测 的主要方法是地质雷达法 。 的特点 它 然后 , 布置测线 。 一般地 , 隧道测线 布置 可 能 多选 择 几 处 来 标 定 介 电 常 数 , 选 并 电常数的最终标定结果 。 ( ) 三 数据采集 。 在采集数 据的过程 中, 天线要尽 可能绕 开 干扰源 ,如金 属物 和水 等 等, 以此降低 对数据质量的影
论认识 , 本文系统地论述 了地质 雷达检 外界客观 因素造成的检测结果误判 。 测 工作模 式, 包括 雷达数据采 集 、 处理 以及解释评价 , 给出 了一些隧道 内典 型

地质雷达检测技术在隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达检测技术在隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达检测技术在隧道衬砌质量检测中的应用【摘要】目前,运用地质雷达对隧道衬砌的质量进行检测受到了越来越多的关注,其对隧道衬砌的检测方面包括混凝土的厚度、钢筋的数量、混凝土的密实程度、是否出现脱空现象等。

该检测方式不仅能够实现对隧道衬砌的无损检测,同时还具有图像分辨率较高、精确性高、检测速度较快等特点,并且在对隧道衬砌的检测方面已经取得了较为显著的效果。

【关键词】地质雷达检测技术;隧道衬砌;质量检测;应用1前言随着我国经济建设的不断提高,高速公路建设也随之出现了高峰期,各种隧道工程相继出现,而隧道的质量也成为社会日益关注的焦点问题。

在隧道施工过程中常常会混凝土密实程度较低或者出现脱空现象,这对隧道的整体质量产生严重的威胁,对其使用性能也有着重要的影响,因此对隧道衬砌的检测工作就显得尤为重要。

现阶段对隧道衬砌质量的检测主要是针对隧道砌体的力学性质以及是否存在不足等方面,检测方面主要包括隧道衬砌中钢筋的数量以及布置方式、衬砌混凝土的强度、密实程度等。

现今对隧道衬砌进行无损检测的方式有很多,其中包括地质雷达检测、声波检测以及超声波检测等。

而这些检测手段中,以地质雷达的使用范围相对较广,这种检测方式具有检测深度较大、准确度较高等有点,是一种较为有效的检测方式。

2地质雷达的工作原理地质雷达(英文简称为GPR)的工作原理是利用一定频率的电磁波,对物体内部电性分布进行检测,其电磁波的频率一般使用1000000到1000000000Hz 之间。

这种频率相对较高的电磁波通常是以脉冲的形式,并借助发射天线从物体的表面进入其内部。

当电磁波进入物体内部之后,其传播的路径以及电磁波的形状会随着物体电学性质以及几何形状的不同而发生相应的变化,在通过地下的反射界面将电磁波射回到地面,通过接收装置接收之后,对电磁波信号进行分析和处理,实现对地下物体的相关检测。

适用地质雷达进行检测的物体一般是具有多面结构的物体。

比如岩层、地层当中的松散层等,而在隧道工程中的隧道围岩、衬砌等也具有多面结构。

地质雷达在隧道衬砌无损检测中的应用

地质雷达在隧道衬砌无损检测中的应用

地质雷达在隧道衬砌无损检测中的应用发布时间:2022-08-31T05:25:43.794Z 来源:《建筑创作》2022年2期1月作者:周乃波[导读] 隧道质量检测是隧道施工与竣工验收的重要环节,对隧道质量评价和安全状态监控都有重要意义周乃波重庆精衡信工程质量检测有限责任公司重庆市 400000摘要:隧道质量检测是隧道施工与竣工验收的重要环节,对隧道质量评价和安全状态监控都有重要意义,为避免检测给隧道结构造成的破坏及影响,时常采用无损检测方法进行检测,在不同的无损检测技术中,又以地质雷达较为常用。

在具体的技术应用中会涉及到诸多的要点,这就要求在实际技术应用方面加强质量控制,主要从理论角度就隧道检测中地质雷达无损检测技术应用原理和具体的应用详细探究,希望能发挥地质雷达无损探测技术优势,提高检测的质量。

阐述无损检测技术在隧道工程施工检测中的具体应用,保障施工质量的可靠性。

关键词:地质雷达;隧道;衬砌无损检测;应用引言隧道检测工作中为能提高检测的质量效果,这就要求选择无损检测的技术,其中地质雷达无损检测技术应用比较重要,该无损检测技术应用广泛,这对保障隧道检测工作的质量有着积极意义。

只有了解地质雷达的工作原理、检测过程存在的干扰因素、影响检测精度的原因,并结合检测情况采取一定的措施,才能提高地质雷达在隧道衬砌检测中的精度。

1地质雷达原理简述地质雷达是一种利用高频电磁波技术探测地下物体的电子设备。

地质雷达天线发射端发射出中心频率为12.5~1200MHz、脉冲宽度为0.1 ns 的脉冲电磁波信号,电磁波在穿过不同介质时的直达信号和反射信号通过地质雷达检测天线接收端输入雷达主机,信号放大后由示波器显示出来。

在电磁波传输过程中,不同介质的介电常数不同,对电磁波信号吸收、反射程度不同,所以在传播过程中,当电磁波信号从一种介质进入另一种介质时,就会在 2 种介质分界面发生反射,雷达天线接收端接收反馈的信号在示波器显示就会有差异。

地质雷达法TB10223-2004铁路隧道衬砌质量无损检测规程

地质雷达法TB10223-2004铁路隧道衬砌质量无损检测规程

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
4.3.9 衬砌 内部钢架 、钢筋 位置分布 的主要判定 特征应符 合下
列要求 :
1 钢架 :分散的月牙形强反射信号 ; 2 钢筋 :连续的小双 曲线形强反射信 号〔)
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。
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4.3 数据处理与解释
4.3.1 原始数据处理前应回放检验,数据记录应完整、信号清 晰,里程标 记准确。不合格的原始数据不得进行处理与解释。 4.3.2 数据处理与解释软件应使用正式认证的软件或经鉴定合 格的软件 。 4.3.3 数据处理与解释可采用下列流程 :
1) 在 已 知 厚 度部 位或材料 与隧道相 同的其他预制件 上测
量 ; 2) 在 洞 口 或 洞 内避车洞处使 用双天线 直达波法测量 ;
3) 钻 孔 实 测 3 求 取 参数时应具备以下条件:
功 标 定 目 标 体 的厚 度一般不小 于 巧 cm,且厚度己知 ; 2) 标 定 记 录中 界面反射信号应清晰、准确 4 标 宁 结果 应按下式计算
。={()竺3t)
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(4.2.2- 1)
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(4.2.2-2)
式中 。— 相对介电常数; 二— 电 磁 波 速 (m/s); t— 双 程 旅 行时间 (ns); d— 标 定 目 标体厚度或距离 (m)o
· 6
4.2.3 测量 时窗由下 式确定 : 2d抵
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隧道衬砌质量地质雷达无损检测技术 1 前言1.1工艺概况铁路隧道衬砌是隐蔽工程,用传统的目测或钻孔对其质量进行检测有较大的局限性;应用物理勘探的方法对隧道衬砌混凝土进行无损检测,可取得快速、安全、可靠的效果。

1.2工艺原理电磁反射波法(地质雷达)由主机、天线和配套软件等几部分组成。

根据电磁波在有耗介质中的传播特性,当发射天线向被测介质发射高频脉冲电磁波时,电磁波遇到不均匀体(接口)时会反射一部分电磁波,其反射系数主要取决于被测介质的介电常数,雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理,达到探测识别目标物体的目的(图1)。

图1 地质雷达基本原理示意图电磁波在特定介质中的传播速度是不变的 ,因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT ,即可据下式算出异常介质的埋藏深度H :H V T =•∆2 (1)式中,V 是电磁波在介质中的传播速度,其大小由下式表示:V C =ε (2)式中,C 是电磁波在大气中的传播速度,约为3.0×108m/s ;ε为相对介电常数,不同的介质其介电常数亦不同。

雷达波反射信号的振幅与反射系统成正比,在以位移电流为主的低损耗介质中,反射系数可表示为:2121εεεε+-=r (3)反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异,电性差越大,反射信号越强。

雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。

电导率越高,穿透深度越小;频率越高,穿透深度越小。

2 工艺特点电磁反射波法(地质雷达)能够预测隧道施工中衬砌的各种质量问题,分辨率高,精度高,探测深度一般在0.5m~2.0m左右。

利用高频电磁脉冲波的反射,中心工作频率400MHz/900 MHz/1500 MHz;采用宽带短脉冲和高采样率,分辨率较高;采用可调程序高次迭加和多波处理等信号恢复技术,大大改善了信噪比和图像显示性能。

(1)操作简单,对工作环境要求不高;(2)对衬砌隐蔽工程质量问题性质判断一般精度较高,分辨率可达到2~5cm,检测的深度、结构尺寸以及里程偏差或误差小于10%,缺陷类型识别准确度达95%以上;(3)通过专业的RADAN 6.0分析软件,专业的技术人员可以迅速的完成数据处理等。

3 适用范围地质雷达有其适用范围和适用条件,目标体与周围介质是否存在足够的电性差异,是探测工作是否有效的前提,这种电性差异就是介电常数;应根据不同的检测对象和检测要求选用不同的天线类型;适用条件,探测的目标体与周围介质有较大的介电常数差异并具有较好的反射条件;上覆层导电性较弱;目标体具有一定的体积,引起的异常有一定的强度;具有一定的探测对比资料。

该技术适用于隧道衬砌质量施工过程控制和竣工验收的无损检测。

4 主要引用标准《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB 10753-2010)《铁路隧道工程施工质量验收标准》TBl0417-2003《铁路隧道衬砌质量无损检测规程施工规范》(TB10223-2004)《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)《云桂铁路石林隧道地质雷达无损检测实施细则》云桂铁路石林隧道相关设计图纸以及相关施工资料。

5 施工方法1、检测前的准备工作:收集隧道工程地质资料、施工图、设计变更资料和施工记录;进行现场调查,做好测量里程标记。

检测时应遵守有关安全规定,配备必要的安全防护人员及设备。

2、检测设备、照明机具工作电源要保证电量充足,能够保证一天的正常使用。

3、雷达主机、显示器、天线、电缆等设备之间连接良好,设备工作正常。

4、需要分段测量时,相邻测量段接头重复长度不应小于1m。

5、提前准确标记检测位置里程,提前采用红油漆每隔5m做一个标记,标记高度为轨面或路面上1m左右;现场检测时标记为5m/单标的里程标记方式;记录标记里程与现场标记里程允许误差±10cm。

6、测线布置应符合下列规定:隧道施工过程中质量检测应以纵向布线为主,环向布线为辅(存在问题地段需要加密检测时布置环向测线)。

雷达测线横断面布置如图2。

纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰、左右边墙和隧底各布1条;环向布线可按检测内容和要求布设线距,一般情况线距5~10m;采用点测时每断面不少于6个点。

检测中发现不合格地段应加密测线或测点;三线隧道应在隧道拱顶部位增加2条测线。

7、检测前,应先搭建隧道衬砌雷达检测台车或采用检测车,以便天线能到达检测测线位置。

雷达检测台车现场检测方式见图3。

8、现场要求准确记录检测测线的高度和水平位置,准备受检隧道设计衬砌厚度(其中边墙衬砌设计厚度按内轨顶面以上1.0m计),格栅、拱架设计区段及间距,围岩类型等资料,供现场数据采集参数设置和后期资料处理使用。

9、雷达天线频率的选择及测线的布置根据以往进行地质雷达检测的经验,采用高频天线检测精度较高,但测量范围较小,采用低频天线检测精度较低,但测量范围较大。

因此,针对本次检测的内容,决定采用400MHz或900MHz的雷达线6条测线。

在现场利用工程检测车以小于5公里/小时的车速进行检测。

对于有疑问处,采用钻芯取样进行破检检测。

图2 雷达测线横断面布置图图3 现场检测方式示意图10、介质参数的标定1)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,且每座隧道应不小于1处,每处实测不少于3次,取平均值为该隧道的介电常数或电磁波速。

当隧道长度大于3km、衬砌材料或含水量变化较大时,应适当增加标定点数。

2)标定可采用下列方法: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法测量;钻孔实测。

3)求取参数时应具备以下条件标定目标体的厚度一般不小于15cm,且厚度已知;标定记录中界面反射信号应清晰、准确。

4)标定结果应按下式计算:——相对介电常数式中rv——电磁波速(m/s)t——双程旅行时间(ns)d——标定目标体厚度或距离(m)。

6 工艺流程及操作要点6.1 工艺流程衬砌质量地质雷达无损检测工艺流程如图4。

图4 衬砌质量地质雷达无损检测工艺流程6.2操作要点1、现场检测人员要保证雷达天线密贴衬砌表面行进。

2、现场检测人员密切配合,保证天线实际检测位置与标记线位置吻合。

3、检测天线应移动平稳、速度均匀、考虑仪器扫描速度与实测条件,天线移动速度宜为3~5km/h匀速前进。

4、现场记录要保证记录测线号、方向、标记间隔及天线类型等,随时记录现场产生电磁波干扰的物体(如渗水、电缆、铁架等)及其位置。

5、纵向布线应采用连续测量方式,扫描速度不得小于40道(线)/s;特殊地段或条件不允许时可采用点测方式,测量点距不得大于20 cm。

6、建立完善的衬砌质量无损检测工作管理制度,按照建设标准化管理体系、招标文件、技术指南以及相关规范规定的要求和现场实际情况,开展检测工作。

7、定期对检测设备、仪表性能进行检查,确保在使用过程中一切设备运转正常。

8、地质雷达无损检测资料是反映工程质量的重要依据之一,现场检测技术资料应随施工进度同步整理,按类型、时间归类,并保证及时、准确、真实,不得私自涂改、仿造、随意抽换、销毁、丢失,资料应做到内容齐全真实,书写字迹端正清楚。

9、检测人员员对各种原始记录都要认真保存,对上级主管部门发给的质量标准和有关安全、质量方面的通知,应及时转发给现场工程技术负责人。

10、隧道衬砌中各类缺陷判析1) 衬砌背后回填密实度的主要判别特征:密实:信号幅值较弱,甚至没有界面反射信号;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。

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;2) 钢架、钢筋位置分布的主要判别特征:钢架:分散的月牙形强反射信号;钢筋:分散的倒”V”字型反射信号;3、地质雷达法的采集数据质量检查为检测总工作量的5%,检查资料与被检查资料的雷达图像应具有良好的重复性、波形基本一致、异常没有明显位移。

4、检测资料质量评定应符合下列规定:衬砌背后回填密实度和空洞的检查点相对误差小于10%为合格,衬砌混凝土厚度的检查点相对误差小于15%为合格;合格的检查点数大于总检查点数量的90%为合格。

7 劳动力组织衬砌质量地质雷达无损检测组劳动力组织见表1。

表1 衬砌质量地质雷达无损检测组劳动力组织表8 主要机具设备主要设备配置见表2。

表2 综合地质雷达无损检测主要设备配置表9 质量控制9.1 易出现的质量问题(1)现场检测准备工作准备不充分,障碍物过多,导致检测过程中易出现漏检;(2)里程标记有较大误差,导致检测结果和实际不相符;(3)衬砌检测结果判释人员经验不足,资料分析有偏差;(4)检测结果的反馈渠道不畅通、不及时。

9.2 保证措施(1)实现对建设单位的质量承诺,严格按照合同条款要求及现行规范标准组织开展工作。

(2)在施工过程中,以设计文件、技术指南以及现行规范标准为依据,按《建设标准化管理体系》通过对地质雷达无损检测要素和关键程序的控制,切实落实检测责任制。

检测工作要责任到人,对地质雷达无损检测方法按工序严加施做,保证工程施工质量合格。

(3)定期对各种仪器、仪表等进行标定,专人负责管理。

严格按仪器说明进行现场操作,确保数据的可靠性。

(4)对采集数据及时处理,形成的检测成果及时汇报,对质量问题较大的地段要第一时间上报,密切关注现场验证情况,确保检测成果的准确性和指导性,保证施工适量。

(5)对各种检测原始数据,现场照片,会议记录等重要资料分门别类汇总归档,以利于检测工作的验收。

10 安全措施10.1检测台车的防护措施(1)检测车上搭建的临时作业平台,为确保检测人员、机械和设备在检测台车行走过程中的安全,临时作业平台要有足够的刚度、强度和稳定性,并和检测车连接牢固;(2)检测车不可以急行、急停,要听从检测人员的统一指挥,慢起、慢停;(3)在路面凹凸不平的地段,在确保检测车安全通过后,方可进行下一步的检测工作;(4)检测工作完成后,现场为检测目的所搭建的临时设施应全部拆除,辅助材料应统一收集、处理,使检测现场恢复原状,确保安全;10.2检测现场应急措施(1)检测现场应配备应急照明灯和应急通讯设备;(2)检测现场发生意外时,应迅速采取救援措施,并立即向上级单位报告情况,力争将损失降到最低。

11 应用实例地质雷达无损检测典型图例图5 衬砌背后脱空图6 衬砌背后不密实图7 衬砌背后脱空图8 衬砌背后不密实脱空图9 衬砌背后不密实脱空图10 衬砌欠挖(初期支护有钢筋网片)图11 衬砌欠挖(初期支护有钢筋网片和拱架)图12 衬砌欠挖(素混凝土)图13 仰供下部不密实(素混凝土)图14 仰供下部有钢筋和无钢筋过渡段图15 衬砌钢筋保护层厚度不足图16 衬砌钢筋(典型探测数据)图17 初期支护拱架探测(典型探测数据)12工程结果评价云桂铁路石林隧道衬砌施工过程中,通过地质雷达无损检测及时发现问题,及时处理,确保交付一个合格的工程实体。

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