隧道衬砌厚度及背后空洞作业指导书.doc

XX 公路技师学院试验检测中心公路技师学院试验检测中心 作作 业业 指指 导导 书书 文件编号 文件编号 试验类别 隧道衬砌厚度及背后的空洞试验类别 隧道衬砌厚度及背后的空洞 编编 写 写 审审 核 核 批批 准 准 受控状态 受控状态 2013 年年 1 月月 10 日发布日发布 2013 年年 1 月月 14 日实施日实施 XX 公路技师学院试验检测中心公路技师学院试验检测中心 发布发布 隧道衬砌厚度及背后空洞作业指导书 XX 公路技师学院试验检测中心 目目 录录 1适适用用范围范围 1 2检测依据及标准检测依据及标准 1 3检测目的和内容检测目的和内容 1 4检测的基本方法及基本原理检测的基本方法及基本原理 1 5主要检测步骤主要检测步骤 2 5 1 检测检测系系统检查统检查 2 5 2 仪器参数选择仪器参数选择 2 5 3 现现场场数据采集数据采集 3 6资料解释资料解释 4 7报告编写报告编写 4 8仪器的保养仪器的保养 4 隧道衬砌厚度及背后空洞作业指导书 XX 公路技师学院试验检测中心0 1 适用范围适用范围 本规程适用于隧道衬砌厚度及胶结质量的检测 主要设备有 SIR 3000 探地 雷达仪器及其配套测试天线 2 检测依据及标准检测依据及标准 1 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 1 2004 2 公路隧道施工技术规范 JTJ F60 2009 3 公路隧道设计规范 JTG D70 2004 4 铁路隧道村砌质量无损检测规程 TB 10223 2004 J341 2004 5 公路隧道施工技术细则 JTG F T 60 2009 6 公路隧道养护技术规范 JTG H12 2003 3 检测目的和内容检测目的和内容 隧道混凝土衬砌是隧道防水工程最重要也是最后一道防线 隧道混凝土衬 砌质量的好坏对隧道使用的稳定性和安全性至关重要 隧道混凝土衬砌的质量 检测是质量控制与质量验收的重要环节 目前对隧道混凝土衬砌质量检测的主要内容有 1 隧道混凝土衬砌厚度的检测 2 衬砌混凝土强度的检测 3 衬砌混凝土裂缝检测 4 衬砌混凝土内部缺陷的检测 探地雷达检测法主要针对隧道混凝土衬砌厚度 衬砌混凝土裂缝和混凝 土内部缺陷检测 4 检测的基本方法及基本原理检测的基本方法及基本原理 目前国内隧道混凝土衬砌的检测方法有 超声波测试法 回弹法钻芯法和 探地雷达检测法 高频探地雷达与超声波测试同时采用 有机结合 无疑更显 现其快速 简便 精度高 局限性小等检测优点 根据不同的检测内容和要求 隧道衬砌厚度及背后空洞作业指导书 XX 公路技师学院试验检测中心1 可采用不同的检测方法 探地雷达是利用向地下发射超高频窄脉冲电磁波 106 109HZ 根据波 在地下传播所遵循的反射 折射 透射与衰变等特点 收集波所返回的信息 经过数理计算和拟合 展现地下介质波谱特征图像的设备 探地雷达所采用的 超高频电磁波与常规的地震波相比 具有很高的分辨率 特别是进行隧道衬砌 厚度检测选用 1000MHz 以上的高频天线 其分辨精度更高 当天线以一定角度 向隧道衬砌侧壁发射高频脉冲波时 波的一部分在衬砌表面反射 另一部分向 下透射 由于空气的介电常数 为 1 而衬砌混凝土的介电常数为 4 11 因此一部分能量被吸收 同时一部分能量产生折射 而且折射角小于入射角 当遇到下一个界面 衬砌与围岩的分界面 时 波的一部分产生反射 回到了 空气 被雷达的接收天线接收下来 通过对接收到的波形记录进行数据处理 图像分析 并结合已知资料 可对所测衬体的厚度 胶结质量作出判断和评价 探地雷达仪器测试系统主要部件有 采集主机 发射 接收天线 连接电 缆 通讯光缆 分析软件和电脑系统 5 主要检测步骤主要检测步骤 5 15 1 检测系统检查检测系统检查 1 出工前后都应对雷达仪器进行检查 包括电池充电状况及设备完好 情况等 2 将数据采集主机分别与电脑和发射 接收天线连接 打开主机及发 射 接收天线电源开关 启动 GPR 程序 检查系统工作情况是否处于正常状态 5 25 2 仪器参数选择仪器参数选择 仪器参数的选择根据不同的仪器厂家和型号略有不同 但基本参数主要有 天线工作频率和记录时间 长度 1 天线工作频率的选择 天线的工作频率是指天线的发射频率 目前探地雷达的天线工作频率通常 隧道衬砌厚度及背后空洞作业指导书 XX 公路技师学院试验检测中心2 为 15MHz 2 5GHz 多种 天线工作频率的选择应根据探测目的 探测深度 分 辨率以及介质特性来选择 在相同的介质条件下 选用天线发射频率愈高 探 测深度愈浅 其分辨率愈高 天线发射频率愈低 探测深度愈深 其分辨率愈 低 针对隧道衬砌厚度检测 探测深度考虑在一米以内 可选用 900MHz 的高频 发射天线 天线工作频率的选择还应考虑对探测目标的分辨率 即可以度量探 测目标的最小尺度 分辨率分为纵向分辨率和横向分辨率 纵向分辨率可用 RF 2 v f 2 来估算 即为波长的一半 但实际雷达波的波长还与传播介 质的介电常数 有关 介电常数愈高其波长愈低 则分辨率愈高 横向分 辨率即为可以度量探测目标水平方向的最小尺度 可用以下表达式来计算 RF h 1 4 2 1 2 1 式中 RF为横向分辨率 为波长 h 为目标深度 RF大约为目标深度的 5 10 2 记录时间 长度 的选择 雷达记录长度 时间窗 的选择与探测深度有关 探测深度越深 所需时 间窗越长 反之越短 可用下列公式来估算 T 2h c 2 式中 T 为记录长度 时间窗 h 为目标深度 为介质的介电常数 c 为空气的电磁波速度值 由于隧道衬砌厚度是在一米以内检测 我们将 h 1 5 混凝土 c 0 29979m ns 代入得 T 15ns 一般选择 20 ns 可满足要求 选择记录时间 窗时既要考虑目标体的深度 又要考虑分辨精度 两者应当兼顾 5 35 3 现场数据采集现场数据采集 1 根据测试任务和目的 现场布设测线 2 连接采集主机 电脑及发射接收天线 3 开机对仪器 启动程序 打开仪器设置框 依次设置采样点 采样频 隧道衬砌厚度及背后空洞作业指导书 XX 公路技师学院试验检测中心3 率 叠加次数 触发方式 采样间距等参数 确认仪器工作正常 4 实施测量 测量时确保测量轮保持匀速转动 并在每测试一定间隔 50m 或 100m 时在雷达图像上打上标记 以纠正测量误差 在有钻孔的测点 位置也应打标记 以便校准电磁波波速 5 工作结束后依次关闭工作电源 取下连接线及光缆 数据已全部自动 保存在便携电脑中 6 资料解释资料解释 探地雷达的资料解释包括两部分 一为数据处理 二为图像解释 数据处 理包括直流滤波 频率滤波 增益恢复 反褶积滤波 道间均衡等 图像解释 首先为识别异常体 然后结合地质或钻孔资料进行合理解释 7 报告编写报告编写 根据资料解释结果对所测隧道衬体作出合理解释与评价 并提供