水利水电工程物探应用一览表、常规仪器设备校验方法

1、附录 A 物探应用一览表表 A-1物探方法探测应用探测项目物探方法覆盖层隐伏构造破软弱岩体风化、滑坡体岩溶地下水洞室放射场地抗震岩土电防渗帷隧洞施工超碎带夹层卸荷带性动参数性参数幕线前地质预报电测深电剖面电高密度自然电场法充电激发极化电导率可控源音频大地电电磁音频大地电磁磁法瞬变电磁感应电磁探剖面法地宽角法雷钻孔雷达达折射地反射面波震三维地震水域地层剖面1探测项目物探方法覆盖层隐伏构造破软弱岩体风化、滑坡体岩溶地下水洞室放射场地抗震岩土电防渗帷隧洞施工超碎带夹层卸荷带性动参数性参数幕线前地质预报水域多道地震弹单孔声波性穿透声波波地震波测试测地脉动试层声波 CT析地震波 CT成电磁波 CT像电阻

2、率 CT放常规测氡射自然伽马性环境放射性测量井径井斜地井温电阻率球自然电位物自然伽马理密度测钻孔全景井数字成像钻孔摄像超声成像注： 主要方法；辅助方法。A-2物探方法检测应用检测项目物探方法岩体固结灌帷幕灌防渗墙碾压体堆石面混凝土隧洞混凝压力钢管接锚杆锚振动渗漏土衬砌质质量浆质量浆质量质量密度板质量质量触灌浆质量固质量监测探测量高密度电自然电场充电法激发极化伪随机流场可控源音频大电地电磁磁音频大地电磁法瞬变电磁磁电阻率法探剖面法地钻孔雷达雷三维探测达折射地反射震面波附加质量弹单孔声波性穿透声波波表面声波测声波反射试脉冲回波超声横波三维成像地震波测试质点振动测试层声波 CT析地震波 CT成电磁波

3、 CT像电阻率 CT核子水分 -密度检测井径井斜井温地自然电位球电阻率物自然伽马理密度测钻孔全景数字井成像钻孔摄像超声成像示踪测井注： 主要方法；辅助方法。附录 B 常规仪器设备校验方法B.1电法仪校验的环境条件应符合下列规定：1 校验环境温度宜控制在（20±5）；2 相对湿度（ 55± 30） %；3 周边环境类内无强电磁和强振动干扰；4 校准前受检仪器应开机预热，时间不少于15min 。仪器校验应按电流和电压相对误差的检查装置图（图）进行。- +R2R1=待测电阻V 1R2=可变电阻R1图电流和电压相对误差的检查装置图电流相对误差的检查应符合下列规定：1 在电法仪A、B

4、 测量输入端供入多组（5 组数据）电压，回路中接入相应的标准电阻，数字万用表（已标定）串连在供电回路中；2 用电法仪和数字万用表测量每组回路中的电流值并做记录，求出每组的相对误差：I iI i 0100 % （ B.1.31）iI i 0式中：i 电流的相对误差；I i电法仪测出的第 i 次的电流值（ mA）；I i 0 数字万用表读出的第i 次的电流值（ mA）。3 求出多组电流相对误差的平均值：1nni （）i 1式中： i=1,2,3， ， nn5电压相对误差的检查应符合下列规定：1 在电法仪M 、N 直流高压输入端供入多组（5 组数据）电压；2 用数字万用表监测仪器面板的M、 N 接线

5、柱的电压，测量每组电压并做记录；3 用电法仪测量每组电压，并与用数字万用表测出的标准电压比对，求出相对误差。U iU i 0100%（ B.1.4-1）iU i 0式中：i 第 i 次标准电压的相对误差；I i 电法仪测出的第 i 次的电压值；I i 0 数字万用表读出的第 i 次的电压值。4 求出多组电压相对误差的平均值：1nn i 1式中： i=1,2,3， ，nn55 电流和标准电压相对误差的平均值应小于 3%。B.2（可控源）音频大地电磁仪校验的环境条件应符合下列规定：1 校验环境温度宜控制在（20±5）；2 相对湿度（ 55± 30） %；3 周边环境类内无强震动

6、、强电磁干扰；4 校准前受检仪器应开机预热，时间不少于15min 。平行试验应符合下列规定：1 按照正常单点张量采集设置。2两组电道平行布置，同一端电极距离<1 米，不能共用一个电极。3两根磁棒平行布置，且与电道垂直，磁棒间间距2 米。4 电通道和磁通道功率谱曲线一致；电阻率曲线结果一致。B.3地震仪校验的环境条件应符合下列规定：1 校验环境温度宜控制在（20±5）。2 相对湿度（ 55± 30） %。3 周边环境无强震动、强电磁干扰。4 校准前受检仪器应开机预热，时间不少于15min 。本机噪音应符合下列规定：i （）1地震仪选择自触发方式，给所有地震道接500 标

7、准电阻，启动地震仪采集记录噪音。2本机噪音应满足放大器内部噪声不大于1V。放大器道一致性应符合下列规定：1 选择地震仪为外触法方式，所有地震道接入一个检波器或信号发生器，启动地震仪采集数据。2 宜在近检波点进行锤击激发，激发能量应要求波形信号不限幅、波形完整。3 仪器因素一致的条件下，各道之间的相位差应小于1.5ms、振幅差应小于 15%。道间感应应符合下列规定：1 道间感应包括奇数道感应和偶数道感应。2 奇数道感应校准时，选择地震仪为自触发方式，给偶数道输入设定频率的正弦信号，启动地震仪采集数据，测量偶数道对奇数道的感应。3 偶数道感应校准时，选择地震仪为自触发方式，给奇数道输入设定频率的正

8、弦信号，启动地震仪采集数据，测量奇数道对偶数道的感应。4 宜在近检波点进行锤击激发，检波器输入道的信号幅度大于20mm 时，无信号输入道的幅度应小于1mm 。地震仪系统记录道一致性检查应符合下列规定：1 检波器应紧密安置在宽度1m 范围内。2 各道之间的振幅差小于15%。3 各道之间的相位差小于1.5ms。B.4探地雷达校验的环境条件应符合下列规定：1 校验环境温度宜控制在（20±5）。2 空气相对湿度（ 55± 30） %。3 周边 5 倍天线长轴距离范围内无强电磁和大型工业电气等干扰。B.4.2 探地雷达仪器检查应符合下列规定：1开机检查时，应连接并启动雷达系统， 正确

9、设置工作参数， 屏幕显示雷达信号应正常。2信号一致性检查时， 天线应保持不动， 雷达信号观察时间宜不少于3 分钟，雷达信号应稳定、无抖动现象，反射波同相轴应保持连续水平一致。B.4.3 空气中仪器校验应符合下列规定：1校验天线频率不小于 400MHz 的探地雷达系统的反射时间、振幅和频率参数。2反射金属板表面平整、无锈迹，长×宽 ×厚宜不小于 1,200mm× 1,000mm× 5mm。3金属板竖立放置， 距离金属板中垂线方向一定距离设置探地雷达天线（分体天线或偶极子天线），用经法定计量单位检定过的且在有效期内的钢卷尺量取反射金属板与天线地面垂直距离。4

10、 天线标示的测量方向应与反射金属板长轴方向一致；测点数量、测点间距、反射金属板与天线底面最大与最小距离宜按表要求选取。表 B.4.3在空气中进行仪器校验的相关参数表天线中心频率 /Hz测点数量 / 点测点距 /cm反射金属板与天线底面距离 /m最小距离最大距离400M 600M6200.62800M 1000M6200.51.51200M 及以上6100.51注：测点可位于同一平面或平行的不同平面。5 探地雷达主机参数设置应符合以下规定：1）滤波器应设置为全通；2）采样频率应设置为中心频率10 倍；3）信号静态叠加次数不少于32 次；4）增益选择应保证电磁波信号记录无削波；5）记录时窗应按下式

11、计算：2HTK（ ）c式中： T记录时窗（ ns）；K折算系数，取值范围1.31.5；d 金属板与天线底面的垂直距离（m）；c空气中电磁波传播速度，取0.3m/ns 。6 进行雷达波振幅校验时，各测点的参数设置应一致，且与上次校验采用同一参数。7 各测点的雷达波反射时间相对误差应按下式计算：t Bi(t tt式中：t 相对误差（ %）；it 0 )100%（ ）Bit Bi 第 i 个测点的计算雷达波反射时间（ns）。8 读取直达波的周期并计算其主频，并按下式计算频率相对误差：f cf sif100%（ B.4.3-3）f c式中： f 相对误差；f c 天线中心频率（ MHz）；f si 第

12、 i 个测点的实测雷达波主频（MHz ）。9 某反射距离下的雷达波反射振幅一致性判断按下式计算，要求雷达波道数不少于100道：AmaxAminDA100%（ B.4.3-4）Aave式中： DA 振幅差百分比；Amax 最大反射振幅值；Amin 最小反射振幅值；Aave 平均反射振幅值。10 反射时间相对误差应小于5%，雷达频率相对误差应小于20%，振幅差百分比应小于10%。B.4.4水中仪器校验的方法应符合下列规定：1校验天线频率不小于 100MHz 的探地雷达系统的反射时间、振幅和频率参数。2校验之前应按本规程附录B 第 B.4.2 条进行仪器检查。3 校验工作开始前，应对雷达天线及接口等

13、部位做好防水处理。4 水池最小边长不应小于天线长轴的2 倍，水池最大深度不应小于天线长轴的2 倍。5 水池内充满干净淡水，无悬浮杂质。6 反射金属板表面平整、无锈迹，长 ×宽 ×厚不宜小于 1,400mm× 1,200mm× 5mm，最短边长不应小于天线长轴的 2 倍。7 天线与反射金属板的中心点、长短轴应对齐，离水池岸边的距离宜大于水深。8 主机参数设置应符合以下规定：1）滤波器应设置为全通或带通，带通的高通截止频率为天线频率的1/4 ，低通截止频率为天线频率的2 倍。2）采样频率设置应不小于中心频率的10 倍；3）信号静态叠加次数应不少于32 次；4

14、）增益选择应保证电磁波信号记录无削波；5）记录时窗应按本规程附录B 公式（）计算，其中反射金属板与天线底面的最大距离不小于天线长轴的2 倍，电磁波在水中传播速度取0.033m/ns 。9 天线底面与水面距离、测点数量、测点间距、反射金属板与天线底面最大与最小距离宜按表要求选取。表在水中进行仪器校验的相关参数表天线中心频率 /Hz测点数量 / 点测点间距 /cm反射金属板与天线底面距离 /m最小距离最大距离100M6200.52.5200M6150.52.0300M6120.51.7400M 600M6100.41.4800M 1000M680.31.11200M 及以上650.10.610 雷

15、达波振幅校验时，各测点的参数设置应一致，且与上次校验采用同一参数。11 雷达波反射时间相对误差应按本规程附录B 公式（）计算，雷达波的频率相对误差应按本规程附录B 公式（）计算，雷达波反射振幅差百分比应按本规程附录B公式（）计算。12 反射时间相对误差最大值应小于5%，雷达频率相对误差最大值应小于20%，振幅差百分比应小于10%。计数轮测距校验检查应符合下列规定：1 计数轮测距检查时，应选择在平整地表面进行。2 地面上选取一个测线段并做好起止标记，测线段长度宜不小于 20m ，用经法定计量单位检定过的且在有效期内的钢卷尺量取地面测线段长度，记为LBZ 。3 启动采集后应沿测线匀速移动天线，完成

16、地面测线段测试后应，读取雷达采集系统显示距离，按下式计算出测距相对误差，其误差应小于0.5%。LCLBZL100% （ B.4.5）LBZ式中：测距相对误差；LLC 探地雷达测量轮测出的距离（ m）。B.5钻孔电磁波透视仪校验的环境条件应符合下列规定：1 校验环境温度宜控制在（20±5）。2 相对湿度（ 55± 30） %。3 周边环境类内无强电磁和大型工业电气类干扰。4 校准前受检仪器在室内放置时间不少于30min 。电磁波仪校验参照值校验应符合下列规定：1 将发射天线和接收天线水平并列贴紧放置，选择不同频率从高到低依次发射电磁波信号，观测接收信号值。2 每一发射频率观测

17、n （n6）组数据，计算同一发射频率下接收信号均值记为fn 。3 按下式计算观测值相对偏差：fn - BZ100%（ B.5.2）BZ式中： 观测值相对偏差；fn 同一发射频率下接收信号值的均值；BZ 由厂家提供的电磁波透视仪校准参照值。4 各发射和接收频率的观测值允许相对偏差均应不大于1%。电磁波透视仪一致性检查校验应符合下列规定：1 将发射天线和接收天线竖向平行放置，选择不同频率从高到低依次发射电磁波信号，观测接收信号值，单次观测时间应不少于1 分钟。2 同一发射频率观测不少于6 组数据，计算同一发射频率下接收信号平均值记为fk ，k 代表发射频率序号。3 同一发射频率下按下式计算接收信号

18、值一致性偏差：n( fk - ki ) 2si1100%（ B.5.3-1）n 1ss100%（ B.5.3-2）fk式中： n 同一频率下观测数据组数， n6；ki 第 k 个发射频率下的单次观测值，其中i=1,2,3, ,n； 第 k 个发射频率下接收信号平均值；fks 同一发射频率下接收信号值一致性偏差。4 电磁波透射仪信号值一致性偏差应不大于3%。B.6超声横波反射成像仪校验的环境条件应符合下列规定：1 校验环境温度宜控制在（20±5）。2 相对湿度（ 55± 30） %。3 周围环境无影响仪器正常工作的电磁场及强烈机械振动。4 校准前受检仪器在室内放置时间不少于3

19、0min。超声横波反射成像仪器检查应符合下列规定：1 开机检查前，确保仪器外观、屏幕完好，横波换能器阵列回弹正常。2 开机检查时，屏幕显示应正常，按键灵活，界面切换无卡顿。3 信号一致性检查时，成像扫描仪测试位置应保持不动，测试时保持所有换能器贴紧混凝土表面，确保无抖动和滑动。4 所有校验测试均以B-Scan显示和存储校验测试成果。混凝土厚度检测一致性校验应符合下列规定：1 选择具有两个相对平行临空面且厚度不小于400mm 的混凝土结构，划定试验区面积不小于 400mm×250mm 。2 清理混凝土表面尘土，确保试验区域混凝土表面平整光滑。3 选择使用校准模式自动得到表面横波速度作为

20、样本混凝土横波速度。4 设置仪器采集参数，采用单点测量方式开展混凝土厚度测试。5 在同一记录点采集不少于 6 次数据，按下式计算横波反射成像仪读取的混凝土厚度平均值 D：1nDdi （ B.6.3-1）n i1n2diDsi 1（ B.6.3-2）n1ss100%（ ）D式中：di 第i 次检测获取的混凝土厚度值（m）；D n 次检测获取的混凝土厚度平均值（ s 混凝土厚度检测重复性（ m）；m）；n 混凝土厚度检测次数；s 混凝土厚度检测一致性（%）。6 样本混凝土厚度检测一致性应优于3%。混凝土厚度检测误差校验应符合下列规定：1 选择具有两个相对平行临空面且厚度不小于400mm 的混凝土结

21、构，用经法定计量单位检定过的且在有效期内的钢卷尺量取样本锚杆长度，其值记为d BZ 。2 划定试验区面积不小于400mm× 250mm，清理混凝土表面尘土，确保试验区域混凝土表面平整光滑。3 通过混凝土横波速度参数试验获取样本混凝土超声横波速度值。4采用同一参数连续测量得到样本混凝土结构厚度值并记录，测量次数宜不少于6 次。5按本规程附录 B 公式（ B.6.3-1 ）求取混凝土厚度平均值 D 。6按下式计算样本混凝土厚度检测相对误差D ：Dd BZD100%（ B.6.4）dBZ7 混凝土厚度检测相对误差应不大于3%。B.7 非金属声波仪校验的环境条件应符合下列规定：1 校验环境温

22、度宜控制在（20±5）。2 相对湿度（ 55± 30） %。3 周围环境无影响仪器正常工作的电磁场及强烈机械振动。4 校准前受检仪器在室内放置时间不少于30min。声波仪系统精度校验应符合下列规定：1 将超声平面发射换能器倒置在桌面上，其辐射面朝上， 在发射换能器的正上方悬挂接收换能器，其辐射面朝下。2 调整发射换能器和接收换能器辐射面之间的间距，分别读取初至时间 t1 、t2 、t3 、 t4，同时测量空气温度间距宜为T。通过对25cm、50cm、75cm、100cm ，4 个测点的距离和初至时间进行线性回归计算空气声速测量值Vobs。3 空气中理论声速按下式计算：Va3

23、31.410.00367T（）式中： Va空气中理论声速（m/s ）；T 测试环境空气温度（）。4 空气中声速计算值与空气声速测量值相对误差按下式计算：Va - Vobsr100 %（ B.7.2-2）Va式中： r声速相对误差。5 空气中校准的声速允许相对误差应不大于0.5%。声波仪系统延时校验应符合下列规定：1系统延时检查前，应先将仪器系统延时时间设置为0s。2对于平面厚度振动式换能器， 将发射换能器和接收换能器的辐射面贴紧，用黄油耦合，测量初至时间； 对于柱面径向振动换能器，将发射换能器和接收换能器捆绑一起后放入水中，测量初至时间。3 将仪器的系统延时设置为上述检查所获得的首波声时值，然

24、后再次测量声时，允许声时值应小于 0.5 s。柱面径向振动换能器精度校验应符合下列规定：1 宜在清水中测试水的声波传播速度进行检查。2 在清水中进行单发单收柱面径向振动换能器检查时， 应将发射和接收换能器置入水深不宜小于 1.0m 、宽度不宜小于 3.0m 的水槽或水坑的中间位置处， 发射和接收换能器宜直立放置在水下0.5m 处，相距1.0m，测试初至时间，测量值不宜少于3 个，并计算平均声速。3 声速校准测试平均值与清水声速校准的参照值的相对误差应按下式计算：Vc - V 校V100 %（ B.7.4）Vc式中：V 声速校准相对误差；V 校 校准测试声速平均值（m/s ）；Vc 清水声速校准

25、的参照值（m/s ），宜取1500m/s 。4 声波换能器检查的允许声速校准相对误差V 应不大于 3.0%。B.8钻孔电视录像仪校验的环境条件应符合下列规定：1 校验环境温度宜控制在（20±5）。2 相对湿度（ 55± 30） %。3 周围环境无影响仪器正常工作的电磁场及强烈机械振动。4 校准前受检仪器在室内放置时间不少于30min。方位角测量校验应符合下列规定：1 将摄像仪探头垂直朝下固定在校正台上，记录初试方位角，将钻孔电视录像探头固定在不同方向读出相应的方位值（不少于8 组数据）i 并作记录。2用经法定计量单位检定过的且在有效期内的罗盘读出对应的方位角i 0 并作记录。3按下式计算出第 i 个方位的绝对误差：iii 0 （ B.8.2）式中：i 第 i 个方位的绝对误差i 钻孔彩电摄像仪测出的第i 个方位值i 0 罗盘测出的第 i 个方位值 ,其中 i =1,2,3,n ,，n84 方位角测量允许角度校准绝对误差范围为± 5。°B.8.3 深度计数校验应符合下列规定：1 用经法定计量单位检定过的且在有效期内的钢卷尺量取一段电缆绳，长度宜不小于20m，其值记为 l BZ 。2 把电缆绳绕经在钻孔录像仪系统的滑轮组上缓慢拉动，带动计数轮转动。3 用钻孔录像仪深度计数器对钢丝绳进行计