隧道钢筋混凝土衬砌检测方法
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]。
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。
高速公路隧道衬砌质量无损检测技术规程
公路隧道衬砌质量无损检测技术规程1范围本标准规定了公路隧道衬砌质量无损检测方法。
本标准适用于山西省境内公路隧道衬砌施工过程、工程验收及运营维护的质量检测。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
JTG F60-2009公路隧道施工技术规范JGJ/T23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程3术语和定义3.1地质雷达法借助空间探测雷达原理，使用仪器向被探测物体（地质体、建筑物等）发射高频电磁波束，通过观测研究反射电磁波的时间滞后及强弱特征，来研究地质体的电磁勘探法。
3.2声波反射法利用激振声波信号，实测加速度或速度响应曲线，依据波动理论进行分析，评价锚杆锚固质量的无损检测方法。
3.3介电常数介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，在相同的原电场中某一介质中的电容率与真空中的电容率的比值即为介电常数。
3.4相对介电常数介质相对于真空的介电常数。
3.5采样率每个采样周期的采样点数。
3.6采样间隔相邻采样点间的采样时间间隔。
3.7时窗信号采集的时间范围。
3.8直达波由信号发射端直接传播到接收端的波。
3.9有效异常检测目标体产生的异常。
3.10干扰异常检测目标体以外的其他因素引起的异常。
3.11二度体具有一定走向，且沿走向方向变化不明显的目标体。
3.12三度体没有明显走向的不规则目标体，是三维空间函数。
3.13锚杆锚固岩体、维护围岩稳定的杆系状结构物。
本标准中所涉及的锚杆均指系统锚杆。
3.14频率域以频率作为变数对振动所进行的研究。
3.15锚固段通过粘结材料或机械装置将锚杆与周围介质锚固的部分。
3.16自由段利用弹性伸长将拉力传递给锚固体，且运行期内能够适应设计范围内的拉力变化以及伸缩和弯曲变形的杆体部分。
3.17锚固密实度锚杆孔中填充粘结物的密实程度，一般用锚杆孔中有效锚固长度占锚杆设计长度的百分比来评价。
隧道衬砌质量检测技术规程
隧道衬砌质量检测技术规程
以下是关于隧道衬砌质量检测的一般技术规程：
1. 衬砌材料检测：
- 材料外观：检查衬砌材料表面是否有明显的裂缝、缺陷、变形等。
- 尺寸精度：测量衬砌块的尺寸，检查其是否符合设计要求。
- 抗压强度测试：进行抗压强度试验，检测衬砌材料的承载能力。
- 其他特殊检测：根据具体的材料特性，进行相应的特殊检测，如耐腐蚀性能测试等。
2. 衬砌施工质量检测：
- 衬砌安装质量：检查衬砌块的安装情况，包括对齐、垂直度等。
- 衬砌接缝检测：检查衬砌接缝的密封性和粘结强度。
- 衬砌缺陷检测：通过无损检测方法，检查衬砌中的裂缝、空洞等缺陷。
- 衬砌厚度检测：使用超声波或其他方法测量衬砌厚度，确保符合设计要求。
3. 衬砌结构和稳定性检测：
- 衬砌结构稳定性评估：通过工程测量和数值模拟等方法，评估衬砌结构的稳定性。
- 衬砌变形监测：使用变形监测设备，检测和记录衬砌的变形情况。
- 渗水检测：检测衬砌存在的渗水情况，评估衬砌的抗渗性能。
4. 其他相关检测：
- 地下水位监测：监测隧道周围地下水位的变化，评估对衬砌稳定性的影响。
- 土压力监测：监测土体对衬砌的压力变化，评估衬砌的抗土压能力。
- 地震影响评估：评估衬砌在地震作用下的安全性能。
需要注意的是，以上是一般的技术规程，具体的隧道衬砌质量检测技术规程应根据不同的项目、地质条件、设计要求等情况进行调整和补充。
在实际工程中，应遵循相应的国家标准、技术规范和工程实施方案。
13.2.隧道衬砌质量完好检测.
之
隧道养护与维修
——隧道衬砌质量完好检测
主讲人：欧阳艳
隧道衬砌质量完好检测
敲击法
通过测量敲击声的强度、频率、音质等，判断结 构有无异常情况。在衬砌厚度、拱背空洞、 有无剥 离以及混凝土劣化等检査中应用效果较好。
隧道衬砌质量完好检测
超声波法
通过测量超声波的反射行程时间,计算出衬砌厚度 ，并且根据其传播速度可推算混凝土的强度和劣化 状态。
请批评指正！
please give some questions
隧道衬砌质量完好检测
地质雷达法
初期支护和二次衬砌质量完好的实测雷达图像和 标准波形图如图所示。 图中各界面波组均一，相位 一致，且频率变化不大。衬砌底界均匀，厚度达到 设计要求,混凝土充填密实，未发现空洞现象。地质 雷达检测衬砌厚度及其背后回填状况的一般规定如 下。
隧道衬砌质量完好检测
地质雷达法
隧道衬砌质量完好检测
地质雷达法
隧道衬砌质量完好检测
数据处理流程
隧道衬砌质量完好检测
数据处理方法
隧道衬砌质量完好检测
钻孔检查法
通过钻孔直接观察和测定衬砌厚度、空洞深度和 墙背地质状况等，检查方法包括利用内窥镜插入钻 孔观察结构内部状况、利用钻孔所取材料进行试验 等。
隧道衬砌质量完好检测
钻孔检查法
隧道衬砌质量完好检测
地质雷达法
（2）天线频率的选择 频率高的达波主频髙、分辨率高、精度较高、能 量衰减较快、探测深度较浅;频率低的天线发达波主 频低、分辨率低、精度相对较低、能量衰减较慢、 探测的深度较深。因此选用天线时,应当根据隊道混 凝土厚度及检测要求确定天线的频率，检测深度与 天线频率选择见下表。
隧ห้องสมุดไป่ตู้衬砌质量完好检测
隧道混凝土衬砌内部缺陷的检测内容
隧道混凝土衬砌内部缺陷的检测内容
隧道混凝土衬砌内部缺陷的检测内容包括：
1. 空洞和虚拟龟裂检测：通过声音透射、超声波、雷达或地震等方法来检测混凝土内部的空洞和虚拟龟裂。
2. 锈蚀和腐蚀检测：使用电化学测量或电位扫描等方法检测混凝土表面或内部的金属锈蚀和腐蚀情况。
3. 渗水检测：使用压力测试、漏水检测或电子感应法等方法检测混凝土的渗水情况。
4. 内部裂缝检测：通过X射线、红外线成像或激光扫描等方法来检测混凝土内部的裂缝情况。
5. 弯曲和变形检测：使用倾斜计、测距仪或位移传感器等方法来检测混凝土的弯曲和变形情况。
6. 混凝土质量检测：包括混凝土密度、孔隙度、抗压强度等的检测。
7. 混凝土粘结力检测：通过剪切测试、拉伸测试或粘结强度测试等方法来检测混凝土与其他材料的粘结力。
这些检测内容有助于评估混凝土衬砌内部的质量和完整性，以及对其进行必要的维修和保养。
隧道衬砌混凝土质量检测内容
隧道衬砌混凝土质量检测内容说到隧道衬砌混凝土的质量检测，很多人可能会觉得有点枯燥，甚至无聊。
你看，隧道它可不是随便就能建成的，里面的混凝土可得精细得像做蛋糕一样，别看那一块块混凝土在我们眼里是“死”的，实际它每一块的质量都直接决定了整个隧道的安全和耐用性。
想象一下，万一混凝土出现了问题，咱们不就是在“地底下打地基”吗？所以，质量检测可是不能掉以轻心的。
得说说混凝土本身的“身世”。
它可不是你随便一堆水泥加沙子就能搞定的，别忘了里头还得加点水、添加剂，甚至还有钢筋什么的，都是成分复杂的东西。
这些不同的成分就像是混凝土的“家庭成员”，大家得和谐相处，才能确保它的质量过关。
要是其中某个“成员”出了问题，那可就麻烦了。
因此，混凝土在浇筑之前，得先做点基础的试验，比如混凝土的和易性、强度等。
简单说，混凝土得“先做人身检”，合格才能进入正题。
混凝土一旦浇筑进隧道里，接下来的事儿就得看技术员的“火眼金睛”了。
我们可不能眼巴巴地等着隧道崩塌了再说，这时候就得发挥质量检测的“神奇功效”了。
首先是要检查混凝土表面是否光滑、平整。
你想想，混凝土浇筑后，表面如果坑坑洼洼的，不光影响美观，还会影响它的强度。
特别是那些密集的隧道区域，表面不好，水分可就容易渗进去，时间长了就像给混凝土慢慢“泡澡”一样，强度逐渐下降。
咱们检测员就像“老妈子”一样，时刻担心着它们的安全。
通过一些仪器设备，比如超声波、雷达等，来检查混凝土内部的“秘密”，确保没有空洞或裂缝。
除了表面和内部的检测，混凝土的强度也是关键！咱们检测员就得通过压缩试验啥的，看看混凝土是不是“硬气”。
如果它不够硬，那以后啥子压力都顶不住，隧道也就得“散架”了。
可强度不够并不是因为配料不对，而是浇筑的时候没做到位，可能是搅拌不均匀，或者是浇筑时没及时振动让气泡跑掉。
这个时候，就得靠技术员把这些细节一一捉拿出来，确保混凝土达到设计要求。
还有个不得不提的问题就是混凝土的收缩和膨胀。
隧道混凝土衬砌内部缺陷的检测内容
隧道混凝土衬砌内部缺陷的检测内容隧道混凝土衬砌是隧道工程中起到保护和支撑作用的重要构件，其质量直接关系到隧道的安全和使用寿命。
然而，由于施工过程中的各种因素，隧道混凝土衬砌可能存在着一些内部缺陷，如裂缝、空洞、结构不均匀等问题。
为了确保隧道的安全和稳定运行，对隧道混凝土衬砌内部缺陷进行检测是非常必要的。
一、裂缝的检测裂缝是隧道混凝土衬砌内部常见的缺陷之一，其存在可能会导致衬砌的失效和破坏。
因此，裂缝的检测是隧道混凝土衬砌内部缺陷检测的重要内容之一。
常用的裂缝检测方法有目视检查、声波检测和应力监测等。
目视检查是最常见的方法，通过观察衬砌表面是否存在明显的裂缝来进行初步判断。
声波检测则是利用声波的传播特性来检测隧道混凝土衬砌内部的裂缝情况，通过分析声波信号的频谱和幅度变化来判断裂缝的位置和程度。
应力监测则是通过测量隧道混凝土衬砌内部的应力分布情况来判断是否存在裂缝。
二、空洞的检测隧道混凝土衬砌内部可能存在着一些空洞，这些空洞的存在会降低衬砌的承载能力，增加结构的不稳定性。
因此，空洞的检测也是隧道混凝土衬砌内部缺陷检测的重要内容之一。
常用的空洞检测方法有敲击检测、超声波检测和雷达检测等。
敲击检测是最简单常用的方法，通过敲击衬砌表面观察声音的变化来判断是否存在空洞。
超声波检测则是利用超声波的传播特性来检测隧道混凝土衬砌内部的空洞情况，通过分析超声波信号的反射和传播时间来判断空洞的位置和大小。
雷达检测则是利用地质雷达设备来探测隧道混凝土衬砌内部的空洞情况，通过地质雷达对地下的电磁波的反射和传播时间进行分析，可以得到空洞的位置和形状。
三、结构不均匀的检测隧道混凝土衬砌的结构不均匀是一种常见的缺陷，其存在会导致隧道衬砌的强度和稳定性下降。
因此，结构不均匀的检测也是隧道混凝土衬砌内部缺陷检测的重要内容之一。
常用的结构不均匀检测方法有声波检测、红外热像检测和激光扫描等。
声波检测和前文提到的声波检测方法类似，通过分析声波信号的频谱和幅度变化来判断结构的均匀性。
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浅谈隧道钢筋混凝土衬砌检测方法
摘要：进行衬砌检测，为消除隐患提供支撑，探地雷达在实际工程中起着不可或缺的作用。
本文通过介绍探地雷达的原理与方法，并以实际工程中的检测分析为例，详细说明了其在隧道混凝土衬砌检测中应用。
关键词：探地雷达；隧道；衬砌检测；应用
中图分类号：u459.2 文献标识码：a 文章编号：1671-3362（2013）04-0057-02
引言
地质雷达检测是应用于隧道检测的一项新的物理探测技术，它能够快速、精确、实时地用波形图像显示隧道衬砌的结构剖面，能够让探测人员直观的分析和判断结构缺陷，大大提高了检测效率。
目前最为广泛的应用就是使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行
检测，通过对其直观的剖面图像和数据的分析，为检查和施工提供数据支持，无论是在初期探测，中期施工还是后期验收都能起到极大的支持作用，因此地质雷达检测已经成为隧道工程质量保证中不可或缺的工具。
1.探地雷达检测目的与方法
地质雷达检测隧道衬砌目的在于发现和解决施工缺陷，进而保证隧道安全。
隧道衬砌的质量检测主要包括如下内容：隧道衬砌厚度、混凝土回填密实度、衬砌背后未回填空区、复合式衬砌中衬砌间隙、围岩中地下水向隧道渗透位置。
混凝土衬砌检测目前常采用回弹仪法、超声结合回弹法、瑞利面波波速法等。
地质雷达使用高频频带和纳米级短脉冲，实际探测中，综合考虑介质属性、深度要求、杂乱回波的抑制、发射功率的有效作用后，依照要求操作，便可得到检测数据。
得到数据后，更关键的便是对数据处理和图像的地质解释这两方面内容，数字处理主要是对所记录的波形进行处理。
尽可能控制和减少随机噪声干扰，回波干扰，有效优化数据频度，最大可能还原原始数据，减少实测数据与真实数据的差异。
图像解释第一步便是识别异常，基于地质雷达图像的正演结果，图像与正常图像的区别，进而找出异常区域，进而进行地质解释，图像的异常识别是一项系统的工程，需要专门的研究团队对各种实际工程的标准模板进行测试和记录，得出其标准图像，另外图像解释需要测试人员丰富的操作与实践经验，能够准确的判断异常，保证测试结果与实际情况没有出入，否则测试便是失败的。
2.博泰克risk2探地雷达性能与检测原理
实际检测中我们使用的是意大利ids-risk2探地雷达，这种雷达具有一些十分明显的优点，如：（1）轻质便携，操作简单；（2）极高的发射速率和扫描速度；（3）天线屏蔽好，频带宽，信号稳定性强，分辨率最高的天线阵，高灵敏度；（4）直接连接gps，探测结果自动生成gis格式文件，便于信息化管理；（5）可精确定位与测量，良好的性能将为用户提供更精确、更全面的数据与图像。
探地雷达检测原理是根据电磁波在有损介质中的传播特性，检测
时雷达向介质发射高频电磁波，电磁波遇到不均匀介质时会发生部分反射，而反射系数是由具体介质的相对介电常数决定的，雷达接收反射回来的电磁波，用脉冲的形式进行数据处理和图像解释，从而识别隐蔽目标物特性。
我们知道电磁波在特定介质中的传播速度v是不变的，因此目标层厚度h可由（1）式得出
h=v*δt/2 （1）
h：目标层厚度；δt：地面反射波与地下反射波的时间差；v：电磁波在介质中的传播速度；其中v的大小由（2）得出
v=c/ε（2）
c：电磁波在大气中的传播速度，约为3×10m/s；ε：相对介电常数；
雷达发射的电磁波反射信号的振幅与反射系数成正比，低损介质一般以位移电流计算，反射系数r可表示为（3）；折射系数表示为（4）
r：界面的电磁波反射系数；t：界面的电磁波折射系数；
电磁波反射信号的强度与两层介质的电性差异成正比，雷达波的穿透深度与介质的电性和中心频率成反比。
探地雷达反射探测原理在实际得到的数据与图像还要受到诸多客观因素的影响，下面我们将用实际得到的数据进行分析。
3.实际工程中检测分析
雷达检测时，需将接收和发射天线紧贴隧道衬砌表面，因此需要在卡车车厢上或铁路平板车上用钢管和木板铺设成工作平台。
然后
雷达沿检测线滑动，为保证效率，天线沿测线应以5km/h 左右的速度滑动。
雷达仪主机高速发射雷达脉冲，便可进快速连续采集数据。
采集数据后通过数据处理可以得到脉冲图像。
对于数据和图像的判识和计算：
衬砌界面：在探地雷达图像的上部，波形振幅较强，同轴同相比较连续的第一组波形为衬砌界面反射信号。
界面判识后如要计算衬砌厚度值，输入正常的介电常数值即可，计算机可自动得出数值，厚度的计算公式为：
衬砌混凝土缺陷及位置：由于混凝土衬砌与空气的相对介电常数的差异很大，所以探地雷达图像中反射信号波形表现为振幅活动较强，呈现多次波现象，根据波动原理，混凝土中的钢筋和拱架也会产生反射，波从混凝土进入钢筋时，在图像上界面处会先叠加为正波；波从混凝土进入空气时，在上界面处会先叠加为负波，可在雷达图像中准确拾取界面反射的双程旅时，根据公式求得缺陷的位置；此外衬砌不密实可能是由于混凝土离析振捣造成的，从波形特征与空洞的反射相似，有强烈的多次反射，但反射很弱。
实际工程中通过检测得到雷达图像，通过同相轴追踪识别有效信号，再全面地分析雷达反射波的波形、相位及振幅特征，进而对比各种雷达信号相应波形特征，检测人员根据数据和经验，确定波形对应的地质特征，如下是对一些常见图像的分析。
（1）衬砌围岩分界线：由于混凝土衬砌与围岩或者间隙的介电常数不同，因此在波形图上便存在差异性，产生分界。
雷达发射的
直达波周期长，图像呈现为水平同相轴，目标反射波与直达波叠加呈现图像却是上下起伏，故而衬砌与围岩在图像上有明显分界，同理，一旦喷射的混凝土与衬砌之间存在间隙，也必然会在图像上反应出来。
如图（1）
（3）混凝土填充缺陷：由于爆破或围岩本身特征，再有回填不完美，在衬砌与围岩之间会形成不密实区域，雷达波形图像就会显现出频率和波幅变化范围大，波形杂乱的图像特征。
进而可推断出结构不稳定或者混凝土回填不密存在间隙。
如图（3）
图（3）结构不稳定或混凝土回填缺陷图
（4）除了根据图像分析出一些质量缺陷，我们还可以计算出一些工程数据，如混凝土衬砌厚度，拱架与钢筋网分布位置，背水保护层厚度，围岩不稳定区域等，进而为工程施工和质量保证提供有效支持。
4.结束语
通过上文分析，首先我们必须肯定探地雷达在隧道混凝土衬砌检测中所起到的重要作用，它帮助我们能够高效快捷的获得工程地质数据，且能有效保证工程质量；其次对于地质雷达图像识别和数据处理决定着检测成功与否，正确的使用雷达，熟练的掌握各种地质图像特征，具有丰富的经验和细心的操作这几个方面都不可或缺。
总之，地质雷达的使用仅仅是我们达到检测目标的手段，更重要的是我们的工作人员负责任的态度，只有端正的态度加上先进的技术，我们的工程质量将会得到最大程度的保障。
参考文献
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