探地雷达隧道检测报告

1、探地雷达测试报告编 号:少微山-2012-2 项 目 名 称： 少微山隧道衬砌质量无损检测 委 托 单 位：丽水市中恒工程检测有限公司 地 点： 丽 水 市 紫 金 路 单 位： 丽水市中恒工程检测有限公司 二0一二年二月十九日注 意 事 项1. 复制的报告或有涂改的报告无效。2. 报告无审核人及批准人签字无效。3. 对报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内向检测单位提 出。地址：丽水市开发北路149号邮政编码：电话：0578-传真：0578-电子邮箱：QQ.com项目名称: 少微山隧道衬砌质量无损检测委托单位: 丽水市中恒工程检测有限公司检测人员：报告编写：报告审核： 目 录1.工程概况3

2、2.检测依据33.检测精度要求34.检测原理35.采用的仪器和设备56.测线布置77.数据处理和解释78.探地雷达检测结果99.探地雷达检测结果20 青岛LTD探地雷达检测报告1. 工程概况略2. 检测依据根据 TB 10223-2004 J341-2004铁路隧道衬砌质量无损检测规程 JTG F60-2009公路隧道施工技术规范 JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准第一册 土建工程3. 检测精度要求厘米级4. 检测原理(1) 地质雷达(GroundPenetratingRadar，简称GPR)检测原理地质雷达方法是一种用于确定地下介质分布的广谱(1 MHz一1GHz)电磁技术

3、。可广泛地应用于浅层的混凝土结构、构造以及于浅层的地质结构、构造和岩性检测。它是利用超高频脉冲电磁波为震源，多以自激自收的形式，可采用连续、间断两种方式探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。具有快速、无损、连续检测、实时显示等特点。地质雷达检测原理是根据地质雷达这一超高频短脉冲(106-109Hz)电磁波在结构介质中传播规律确定的。质中传播规律确定的。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，根据接收到波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度与波形数据，可推断介质的结构。由于地质雷达的发射天线与接收天线之间距离很小，甚至合二为一。当被检结构倾角不大

4、时，反射波的全部路径几乎是垂直平面的。因此，在测线不同位置上法线反射时间的变化就反映了被检结构的构造形态。地质雷达工作频率高，在工程及地质介质中以位移电流为主。因此，高频宽带带电磁波传播，实质上很少频散，速度基本上由介质的介电性质决定。因此，电磁波传播理论与弹性波的传播理论有许多类似地方。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。地质雷达检测理论是基于地质雷达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。地质雷达检测理论是基于地质雷达介电常数有关，雷达检测的探测效果主要取决于不同介质分接口的电性差异的大小，即介质层间介电常数差异越大，则探测效果越好，

5、介质异常在雷达剖面上反映也就越明显，从而易于识别。实测时雷达波通过天线进入衬砌及围岩中， 图1 雷达探测原理示意图遇到材质有差别的介质时，产生接口反射，接收天线接收到反射波，测出反射波的入射、反射双向走时，就可计算出反射波走过的路程长度，从而求出天线距反射面的距（图1）。式中 z为天线到反射面的距离(m)；t为雷达波从发射至接收到反射波的走时，用ns(纳秒计)，1ns=10-9秒；x为收发天线间距离(m)；v 为雷达波的行走速度(mns)；可以用几何光学的概念来看待直线传播的雷达波的透射和反射。其中 C0 为雷达波在空气中的传播速度约30cm/ns；为介电常数，由波所通过的物质决定。(2)超声

6、波法检测原理混凝土的物理力学性质受其内部结构特性与外部环境条件等多种因素制约，其声波传播特性反映了混凝土的应力应变关系。根据弹塑性介质中波动理论，应力波波速为：其中E为介质的动态弹性模量，为密度，为泊桑比。而弹性模量与介质的强度之间存在相关性。超声波在混凝土中的传播参数（声时值、声速、波幅、衰减系数等）与混凝土介质的物理力学指标（动弹模、密度、强度）之间的相关关系就是超声检测的理论依据。当混凝土介质的构成材料、均匀度、施工条件等内外因素基本一致时，超声波在其中的传播参数应基本一致；而介质中存在缺陷时，超声波则在传播过程中产生绕射、反射、衰减等变化现象，使其声时、声速、频谱等产生变化。高精密声波

7、反射接收仪器及传感器可记录与描述混凝土的内在质量。5. 采用的仪器和设备 根据使用领域的要求，我们使用LTD-2100型探地雷达主机配置400MHz，1500MHz屏蔽天线。探地雷达不同频率天线的测深能力不同，频率越低，探测深度越大，但是分辨率会降低；频率越高，探测深度越浅，分辨率会提高。探地雷达探测参数设置：400 MHz屏蔽天线，采样点512，采集时窗70ns，手动迭加4次，采用测距轮触发探测方式，有效检测深度为23米，检测精度和深度可满足混凝土结构工程要求。1500MHz屏蔽天线，采样点512，采集时窗20ns，手动迭加4次，采用测距轮触发探测方式，有效检测深度为0.10.5米，检测精度

8、和深度可满足钢筋混凝土结构工程要求。检测设备及现场照片如下图所示： 图（1）LTD-2100型探地雷达主机 图（2）400MHZ屏蔽天线 图（3）1500MHZ屏蔽天线6. 测线布置 根据测试要求，在丽水市少微山隧道进行了二衬数据采集测试。数据处理和解释： 探测的雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录，以波形或灰度显示探地雷达垂直剖面图。探地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。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器，介质对波的不同程度的吸收以及介质的不均匀性质，使得脉冲到达接收天线时，波幅减小，波形变得与原始发射波形有较大的差异。另外，不同程度的各种随机噪声和干扰，也影响实测

9、数据。因此，必须对接收信号实施适当的处理，以改善资料的信噪比，为进一步解释提供清晰可变的图像，识别现场探测中遇到的有限目标体引起的异常现象，对各类图像进行解释提供依据。图像处理包括消除随机噪声、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，突出目标体，降低背景噪声和余振影响。图像解释和识别异常是一个经验积累的过程，一方面基于探地雷达图像的正演结果，另一方面由工程实践成果获得。只有获得高质量的探地雷达图像并能正确的判别异常，才能获得可靠、准确的探测解释结果。 识别干扰波及目标体的探地雷达图像特征是进行探地雷达图像解释的核心内容。探地雷达在接收有效信

10、号的同时，也不可避免地接收到各种干扰信号，产生干扰信号的原因很多，干扰波一般都有特殊形状，在分析中要加以辨别和确认。主要判定特征：1. 密实：衬砌信号幅值较弱，波形均匀，甚至没有界面反射信号；2. 不密实：衬砌界面反射信号强，信号为强反射信号，同相轴不连续，错断，一般区域化分布；3. 空洞：衬砌界面反射信号强，呈典型的孤立体相位特征，通常为规整或不规整的双曲线波形特征，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. 脱空：衬砌界面反射信号强，呈带状长条形或三角形分布，三振相明显，通常有多次反射信号；5. 钢筋网:有规律的连续的小月牙形强反射信号,月牙波幅较窄；6. 钢拱架：单个的月牙形强反射信号,月牙波幅较宽；7. 钢格栅