地质雷达法TB10223-2004铁路隧道衬砌质量无损检测规程
铁路隧道衬砌混凝土施工质量后期检测和评价
892023年12月上 第23期 总第419期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview1雷达无损检测1.1检测仪器采用美国（GSSI）制造的SIR-4000型地质雷达，及400MHz、900MHz 屏蔽天线；中国电波传播研究所生产的LTD 2000型地质雷达，及400MHz、900MHz 屏蔽天线，检测隧道衬砌质量。
1.2检测原理地质雷达工作原理如图1所示。
图1 地质雷达工作原理图1.3检测内容地质雷达法主要针对衬砌背后空洞、脱空、不密实、欠厚及钢筋和钢拱架分布不均等缺陷进行扫描检测[1]。
1.4注意事项（1）现场踏勘。
在检测前，应进一步对隧道现场进行确认，在资料收集的基础上，对待检隧道进行现场踏勘，主要包括查验收集到的资料是否真实准确、检测里程是否满足检测条件、记录待检段落内对检测工作有影响的环境干扰因素，为数据分析处理提供参考依据。
通过对现场的踏勘资料分析，针对各种不利因素制定相应的解决措施，将这些不利因素的影响降到最低。
与现场对接，确定待检隧道具体里程位置，若发现待检隧道内有妨碍检测车通行的情况，督促现场进行清除障碍工作，确定待检隧道电磁波波速标定位置[2]。
（2）介电常数（r ε）的确定。
通过对已知厚度的部位（隧洞口）标定，确定适合隧道二衬混凝土的相对介电常数r ε值，r ε值在8.0～9.0范围。
1.5检测成果1.5.1混凝土厚度的检测混凝土与围岩间会存在明显的反射层，可以利用反射层探明二衬混凝土的厚度。
1.5.2二衬缺陷及衬砌背后缺陷在混凝土内存在不密实以及背后存在空洞（脱空）时，根据地质雷达剖面图上反映的信息进行判断。
《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223-2004）中涉及“不密实”的内容，“衬砌混凝土背后存在不密实时地质雷达剖面图上的波形杂乱，同相轴呈绕射弧形，且不连续较分散”。
检测人员在实际检测中发现，不密实分不同的类型，经打孔、取芯验证，将“不密实”细分为“衬砌内部不密实”和“衬砌背后不密实”两类[3]。
地质雷达检测实施细则
地质雷达检测实施细则地基专业作业指导书地质雷达检测实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：地质雷达检测实施细则1. 目的为了规范地质雷达检测的各个环节，特制定本细则。
2. 适用范围地质雷达检测的前期准备、检测实施。
3. 引用文件《城市工程地球物理探测规范》CJJ 7-2007；《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-2004;《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003;对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。
4. 现场检测4.1检测前的准备工作4.1.1、应了解检测工程基本情况、收集相关资料。
4.1.2、设备清点：地质雷达检测仪一台，笔记本一台4.1.3、联系委托单位再次确认，联系司机和车、联系设备管理员，约定好进场时间。
4.2检测目的1、对施工范围内埋设于地下管线进行实地探测，查明施工范围内管线位置及深度，为工程的补堪、设计、施工，提供科学、准确、完整的管线系统资料；2、探测隧道衬砌背部空洞情况4.3 检测步骤4.3.1测试前的安装准备检查所有部件是否带齐，包括：电池、雷达主机、数据线、处理器电源线、信号线、工具箱、备件、固定用绑扎带、记录本；4.4.2试验/检测的工作程序（1）测试连接。
将地质雷达天线通过支架安装。
（2）在扫描前调试主机并对主机进行参数设置。
（3）打开电源，控制天线移动的人员根据操作主机的人员口令，将天线紧贴待测界面上匀速移动。
（4）测试结束。
按下stop结束测试点，保存文件并退出；（5）拆除信号线，拆除天线，支架。
4.4.5 请见证人签字。
隧道衬砌及路基质量检测频率
隧道衬砌及路基质量第三方检测汇报材料三、检测方法及频率3.1 隧道衬砌无损检测：3.1.1隧道衬砌按100%做无损检测。
3.1.2根据铁道部《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223-2004J341-2004）和《关于开展隧道衬砌等铁路工程质量第三方检测的通知》）（铁建设[2011]172号）要求，隧道衬砌采用的检测方法有地质雷达法、回弹法及钻芯取样检测。
3.1.3隧道衬砌厚度、背后回填密实度、钢筋钢架分布检测采用地质雷达法布置6条测线进行全隧检测。
3.1.4 隧道衬砌混凝土强度采用回弹法检测，每一百米10测区，检测不合格的进行钻芯取样检测验证。
3.2 路基填筑检测3.2.1路基填筑检测按工程总量的10%进行抽检。
3.2.2路基填筑检测三指标控制，分别为压实系数K、地基系数K30和动态变形模量Evd。
3.2.3 基床以下路堤。
区间正线路基沿线路纵向连续长度每100m、站场路基折合正线双线每100m，每压实层抽样检验压实系数6点，其中：区间正线路基左、右路基边线1m处各2点，路基中部2点。
每填高约90cm抽样检验地基系数K30 4点，其中：区间正线路基距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点。
3.2.4 基床表层以下过渡段。
每过渡段每压实层抽样检验压实系数3点，其中距路基两侧填筑级配碎石边线1m左、右处各1点，路基中部1点。
每填高约30cm抽样检验动态变形模量3点，其中1点应靠近桥台或横向结构物边缘处；每填高约60cm抽样检验地基系数2点，其中距路基填筑级配碎石边线2m处1点，路基中部1点。
4.2.5基床表层。
区间正线路基沿线路纵向连线长度每100m、站场路基折合正线双线每100m，每压实层抽样检验动态变形模量和压实系数各6点，其中区间正线路基左、右距路基边线1.5m处各2点，路基中部2点；抽样检验地基系数K30 4点，其中区间正线路基左、右距路基边线1.5m处各1点，路基中部2点。
3.3 路基挡土墙检测：3.3.1 路基挡墙按100%进行检测。
铁路隧道衬砌质量无损检测规程
&$ % " &&
# $ * $ )! 测量时窗 !, Y ( 7 X Z Y , Y 3 [ [ 2 , Yd 2 3 ; \ d 信号采集的时间范围 ! # $ * $ * +! 电磁波速 !_ Y J \ C 2 [ ] Y J Y C [ Z \ , ( 3 Y [ 2 Cd ( _ Y c\ 1 电磁波在介质中的传播速度 ! # $ * $ * *! 初至 ! ] 2 Z 7 [( Z Z 2 _ ( J \ ] ( C \ X 7 [ 2 C ( Jd ( _ Y 激发时 " 在某测点观测到的第一个波到达的时间 ! # $ * $ * #! 有效异常 !Y ] ] Y C [ 2 _ Y( 3 \ , ( J c 检测目标体产生的异常 ! # $ * $ * .! 干扰异常 ! 2 3 [ Y Z ] Y Z Y 3 C Y( 3 \ , ( J c 检测目标体以外的其他因素 # 或目标体 $ 引起的异常 ! # $ * $ * "! 时域 ! [ 2 , Y ] 2 Y J ; 介质内某质点以时间为变量的振幅 % 相位函数 " 即时间波形 ! # $ * $ * %! 频域 ! ] Z Y X Y 3 C 2 Y J ; b c] 介质内某质点以频率为变量的振幅 % 相位函数 " 即频率 % 相位谱 ! # $ #! 符 !! 号 & & 相对介电常数 ( Z& & & & 时间 & & & 检测和标定目标体的厚度 # 或距离 $ 8& & & 电磁波速 ?& & & & 采样率 @ & & 天线中心频率 A& & & 衬砌混凝土的纵波速度 ?L& & & 反射面在频域中的对应频差 9 A& & & 混凝土强度等级 " 即保证率为 ) $ 8 # %& %- 的混凝土强度标准值 # # % &’ ( .! 基本规定 标定和保养 ! . $ + $ *! 检测仪器应按规定定期检查 % 防潮 % 防震性能 " 并应满足现场温度和湿度环境的要求 ! . $ + $ #! 检测仪器应具有防尘 % . $ + $ .! 检测前的准备工作应符合下列要求 ’ 施工图 % 设计变更资料和施工记录 ( *! 收集隧道工程地质资料 % 选定技术参数 ( #! 制定检测计划 " 做好测量里程标记 ! .! 进行现场调查 " . $ + $ "! 检测报告应符合下列规定 ’ 完整 " 数据应真 实 % 齐 全!内 容 应 包 括’ 检 测 项 目% 检 测 方 法% 采 *! 检测报告应准确 % 用的仪器和设备 % 工作布置和工作量 % 检测数量 % 抽验地段及结果 % 资料处理和解释 % 结论 ! 内容需包括 ’ #! 检测报告所附的资料表和成果图件应符合本规程附录 G 要求 " $ 测网布置平面图 " 含测线的位置 % 方向和里程等 ( * $ 衬砌厚度及回填纵剖面图 ( # $ 衬砌厚度检测结果 % 衬砌混凝土强度等 级 检 测 结 果 % 衬 砌 背 后 回 填 情 况 统 计% 钢架 .
5地质雷达法测二次衬砌厚度及空洞比对试验指导书
五、资料处理与成果解释 1、资料处理 将野外采集的数据在室内采用地质雷达对应软件进行处理，处理流程为：将
原始数据切除首尾废段；编辑补齐标记；按 5m 标记对记录进行水平均衡，添加 洞身标，对文件进行分割，零点校正，调节增益，背景除噪、反褶积运算，识别 界面及有效信号，计算确定合适的介电常数，拾取衬砌厚度界面，拾取施工超挖 界面，分析衬砌结构及回填情况，形成数据表格，编写检测报告。
① 眼睛紧盯屏幕，时刻关注雷达图像的变化，对雷达图像异常段做好记录， 重点记录下里程，以便必要时可以进行复检；
② 控制好天线的耦合情况，保证天线紧贴检测面，以减小天线的晃动；
③ 现场探测时尽量保证雷达天线平稳匀速前进，探测过程中尽量减少停顿， 如果中途有停顿应及时记录下停顿位置；
④ 有可能的话应清除地面的金属和非金属物，使得场地平整，在干扰影响 较大的地方尽量使用屏蔽天线，另外适当加大发射波的叠加次数，能增强有效信 号削弱干扰信号；
测线部位
天线频率 （MHz）
环境条件 测线位置
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《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB102232004
检测日期
备注
现场检测情况说明
检测人员：
记录人员：
复核人员
① 在已知厚度且材料与隧道衬砌相同的其它预制件上测量； ② 在洞口（明洞）或洞内避车洞处使用双天线直达波法测量； ③ 钻孔实测。 （6）选择合适的探地雷达参数，主要参数包括天线的中心频率，时间窗口 的长度，采样率，介电常数等： ① 天线的中心频率 电磁波频率越高，分辨率越高，探测深度越小，而电磁波频率越低，分辨率 越低，探测深度越大，因此在满足分辨率和实际情况又允许的情况下，应该尽量 使用中心频率较低的天线。 天线中心频率（单位：MHz）的计算公式为：
TB 10223-2004 铁路隧道衬砌质量无损检测规程
位谱 。
２符 号
Ｅ，— 相对介电常数
ｔ— 时 间
ｄ— 检测和标定目标体的厚度 （或距离） Ｖ— 电磁波速 ｓ— 采样率 １一 天线中心频率 Ｖ，— 衬砌混凝土的纵波速度 Ｏｆ— 反射面在频域中的对应频差 Ｃ２５－ 混凝 土强 度等级 ，即保证 率为 ９５％ 的混凝土 强度标
２ 术语 和符号
２．１ 术 语
２．１．１ 无损检测 ｕｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄ ｅｔｅｃｔｉｏｎ 无 破 损 性检测。
２．１．２ 地质雷达法 ｇｒｏｕｎｄｐ ｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｒ ａｄａｒｍ ｅｔｈｏｄ 利 用 介 质对电磁 波 的反 射特 性 ，对介 质 内部 的构 造和缺 陷
（或其他不均匀体 ）进行探测 的方 法 ２．１．３ 声波法 ａｃｏｕｓｔｉｃａｌｗ ａｖｅｍ ｅｔｈｏｄ
１总 则
１．０．１ 为统一铁路隧道衬砌质量无损检测的技术要求，规范检 测行为 ，提高检测质量 ，制定本规程 。 １．０．２ 本规程适用于铁路 隧道衬砌 施工过程 的质量控制 和工程 验收的质量无损检测 ，检测内容包括衬砌的厚度 、强度 、背后 回 填 密实度和内部缺陷 １．０．３ 本规程地质雷达法 和声波法 可根据不 同的检测 内容和要 求选 用。 １．０．４ 从事铁路 隧道衬砌 质量无损 检测 的单 位及人 员应 具备相 应的资质、资格。 １．０．５ 铁路隧道衬砌质量 无损检测 除应符合本 规程 外，尚应符 合 国家现行的有关强制性标准的规定。
利用 声 波在介质中的传播特性及有关参数 ，对介质特征和内 部 的构造 与缺陷进行探测的方法。 ２．１．４ 介电常数 ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃ ｏｎｓｔａｎｔ
地质雷达校验规范
地质雷达校验规范
一、目的
1.1本方法适用于地质雷达的校验。
1.2地质雷达用于检测衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分布，及超前地质预报。
1.3校验方法及依据：《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-2004。
二、技术要求
1. 信号迭加次数可选择；
2. 具有点测与连续测量功能；
3. 具有手动或自动位置标记功能；
4. 系统增益不低于150dB；
5. 信噪比不低于60 dB；
6. 目测仪器的外观是否完好；
7. 最大探测深度应大于2m。
三、方法
目测仪器的外观是否完好，是影响测量结果。
选定一个场地，用地质雷达测出其厚度。
四、比对
用由计量机构检定的钢卷尺在与地质雷达相同的部位测量出其厚度，与地质雷
达测出的厚度相对比，其误差允许±2cm。
五、校验仪器
钢卷尺5m。
六、校验结果的处理及判定
以比对的结果不超过误差值为合格。
七、校验周期
校验周期为二年。
八、记录
地质雷达比对校验方法记录。
地质雷达记录校验员核验员。
隧道二衬厚度检测雷达法作业指导书
一、隧道衬砌(支护) 厚度及背后空洞（地质雷达法）试验检测作业指导书1.试验目的与适用范围（1）目的：指导地质雷达现场探测作业，保证探测成果质量。
（2）适用范围：适用于工程地质雷达对隧道初期支护及二次衬砌检测作业。
2.试验依据（1）《公路隧道施工技术规范》JTG/T 3660-2020（2）《公路工程质量检验评定标准》第一册土建工程JTG F80/1-2017（3）《雷达法检测混凝土结构技术标准》JGJ/T 456-2019（4）《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB 10223-20043.仪器设备常用检测设备一栏表4.试验准备（1）隧道衬砌检测包括前期的准备工作和检测工作，具体有以下几项内容。
1）了解隧道高度量测隧道拱顶到仰拱的高度，为搭建检测台车提供尺寸数据。
2）用明显标记，按照5m/10m间距在边墙上标明隧道里程。
3）搜集衬砌设计资料和竣工资料，了解设计厚度、钢筋间距、钢架间距以及施工过程中的变更信息。
4）记录隧道中避车洞、下锚段、电缆位置，统计隧底积水段落。
5）对衬砌表面潮湿或有凝结水珠的部位进行统计，记录已发病害的位置和类型。
6）制订对可能影响到检测台车行进的障碍物的处理办法。
7）查明附近是否有对雷达产生影响的电磁干扰源。
8）运营隧道检测需要明确天窗时间。
（2）确定测线位置，搭建检测操作车1)测线布置应以纵向布置为主，横向布置为辅，每5~10m测线应有一个里程标记。
2)单洞两车道隧道应分别在隧道的拱顶、左右拱腰、左右边墙布置共5条测线；单洞三车道应在隧道的拱腰部位增加两条测线；遇到支护(衬砌)有缺陷的地方应加密测线。
3)单洞两车道隧道应分别在隧道的拱顶、左右拱腰布置共3条测线；单洞三车道应在隧道的拱腰部位增加两条测线；遇到支护(衬砌)有缺陷的地方应加密测线。
测点示意图（3）人员配备1)检测人员：2-3人负责采集数据、记录数据及现场资料、记录标记里程。
2)指挥人员：1-2人负责指挥装载机(路灯车等)师傅，是速度尽可能平稳均匀，保证人员和设备的安全；负责现场的协调调度工作。
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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）
＼ ２ｄ ／
（４．２．２－ １）
。一２ｄｔＸ １０９
（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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４ 地质雷 达法
４．１ 一 般 规 定
４．１．１ 地质雷达法适用于检测衬砌厚度、衬砌背后的回填密实 度和衬砌 内部钢架、钢 筋等分布 ４．１．２ 地质雷达主机技术指标应符合下列要求：
１ 系 统 增益不低于 １５０ｄ Ｂ； ２ 信 噪 比不低于 ６０ｄ Ｂ； ３ 模 ，擞 转换 不低 于 １６位 ； ４ 信 号 迭加次数可选择 ； ５ 采 样 间隔一般不大于 ０．５ｎ ｓ； ６ 实 时 滤波功能可选择 ； ７ 具 有 点测与连续测量功能 ； ８ 具 有 手动或 自动位置标 记功能 ； ９ 具 有 现场数据处理功能。 ４．１．３ 地质雷达天线可采用不同频率的天线组合，技术指标应 符合下列要求 ： １ 具 有 屏蔽功能； ２ 最 大 探测深度应大于 ２ｍ； ３ 垂 占分 辨 率 应 高 干 ２ｃ ｍ
八Ｔ＝
（４．２．３）
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式 中 △Ｔ— 时窗长度 （ｎｓ）； ａ— 时 窗 调 整 系 数，一般 取 １．５－２．０；
其他 参 数 意义同式 （４．２．２－１）０ ４．２．４ 扫描样点数由下式确定：
Ｓ二 ２ ＂Ａ Ｔ＂ ｆ＂ Ｋ ｘｌ （）一 ｓ （４ ．２ ． ４） 式中 ５— 扫描样点数 ；
２ 隧 道 竣工验收时质量检测应纵向布线，必要时可横向布
线。纵向布线的位置应在隧道拱顶 、左右拱腰 和左右边墙各 布 １ 条 ；横向布线线距 ８一１２ｍ；采 用点测 时每断 面不少 于 ５个 点。 需确定回填空洞规模和范围时，应加密测线或测点。
３ 三 线 隧道应在 隧道拱顶部位增加 ２条测线 ４ 测 线 每 ５一ｌｏｍ 应有一里程标记 。
４．２．２ 介质参数标定应符合下列要求： 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 ，且每座隧道应不少于 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 ３ｋ ｍ、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 ：
４．３．５ 解释工作应符合下列规定： １ 解 释 应在掌握测区内物性参数和衬砌结构的基础上，按
由已知到 未知和定性指 导定 量的原则进行 ；
２ 根 据 现场记录 ，分析可能 存在的干扰 体位置 与雷达记 录 中异常的关系 ，准确 区分有效异常与干扰异常 ；
。 ８ ·
３ 应 准 确读取双程旅行时的数据 ；
｝原 始记 录 １
奋
｝Ｓ数｝＂或电一｝识Ｖ９目 ｉ标信 号｛ ｝回填 密实一度判定｝｝钢架、钢筋分布判定｝
｛磁波速 一 ｉｔ４亘ＶＮ－ｆｔ
｛
６Ｆ 一— 一
４．３．４ 数据处理应符合下列规定： １ 确 保 位置标记准确、无误； ２ 确 保 信号不失真 ，有利于提高信噪 比。
式 中 ｄ— 衬砌厚度 （ｍ）； 。ｒ— 相 对 介 电常数；
ｔ— 双 程 旅 行 时间 （ｎｓ）；
。— 电 磁 波 速 （ｍ／ｓ） ４．３．８ 衬砌背后回填密实度的主要判定特征应符合下列要求：
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
４．２ 现 场 检 测
４．２．１ 测线布置应符合下列规定； １ 隧 道 施工过程中质量检测应以纵向布线为主，横向布线
为辅 。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 ；横 向布线 可按 检测内容 和要求 布设线 距 ，一般情况
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线距 ８－１２ｍ；采用点钡（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。
４Ｔ — 时窗长度 （ｎｓ）；
ｆ— 天线 中 心 频率 （ＭＨｚ）； Ｋ— 系 数 ， 一般取 ６一ｌ００ ４．２．５ 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 ２０ｃ ｍ， ４．２．６ 检测工作应符合下列要求 ：
４ 解 释 结果和成果图件应符合衬砌质量检测要求 ４．３．６ 衬 砌界面应根据反射 信号的强 弱 、频率变化 及延伸情 况
确定 。 ４．３．７ 衬砌厚度应由下式确定 ：
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０ ．４．３．７－ １）
、一告？·，－１０
（４．３．７－ ２）
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 （空气藕合天线除 外）；
３ 检 测 天 线应 移 动平 稳 、速 度 均 匀，移 动速 度 宜 为 ３一
５ｋ ｍ／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 要分段测量 时，相 邻测 量段 接头重 复长度不应 小于