丽泽商务区7标初衬地质雷达检测

1、北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 1 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话检测报告首页检测报告首页工程名称北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13 条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测工程地址北京市丰台区施工单位北京市第五建筑工程集团有限公司委托单位北京市第五建筑工程集团有限公司检测单位北京智明环宇技术有限公司检测项目隧道衬砌质量/榀架位置及初衬混凝土厚度工 作 量检测日期检测仪器LTD-2100 型地质

2、雷达（编号：M146060033）400MHz 天线（编号 AN146060033I）检测依据城市工程地球物理探测规范 （CJJ7-2007）铁路隧道衬砌质量无损检测规程(TB10223-2004)检测结论根据地质雷达检测数据：（以下空白）检测单位(盖章)： 报告日期：工程负责人： 审核人： 批准人： 北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 2 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话目 录录1 工程概况工程概况.32 执行规范标准执行规范标准.33 检测目的和

3、任务检测目的和任务.34 测线布置及工作量测线布置及工作量.44.1 测线布置.44.2 工作量统计.45 地质雷达检测原理地质雷达检测原理.56 仪器设备仪器设备.67 现场检测现场检测.77.1 测线位置与标记.77.2 现场记录.77.3 采集参数的选择.78 内业处理与解释内业处理与解释.79 检测成果检测成果.1010 0 说明说明.10附表一 隧道初衬厚度地质雷达检测结果对照表 .12附表二 隧道初衬背后格栅钢架检测结果对照表 .13附图一 地质雷达检测初衬厚度分布图 .13附图二 典型实测地质雷达剖面图. .16 北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设

4、（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 3 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话：185186746651 1工程概况工程概况工程地理位置如图 1-1 所示。图图 1-11-1 项目场地地理位置图项目场地地理位置图受委托，我公司采用地质雷达方法对北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13 条路）工程）第七标段初衬进行了检测工作。现场检测工作于 开始， 结束。年月日完成资料整理、数据判读分析工作，提交相应的成果报告。2 2执行规范标准执行规范标准城市工程地球物理探测规范 （CJJ7-2007）铁路隧道衬砌

5、质量无损检测规程(TB10223-2004)3 3检测目的和检测目的和任务任务1） 通过地质雷达方法探查初衬背后是否存在土层不密实、疏松、空洞、水囊等不良地质体，查明不良地质体的位置、大小、埋深等基本参数，为建设、设计、施工等单位提供基础资料，以便采取有效处理措施消除安全隐患，确保该工程涉及区域道路工程和周边环境的安全，为施工单位的处理方案提供依据。2） 检测隧道初衬厚度。3） 检测隧道初衬背后格栅钢架间距是否满足设计要求。项目场地北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 4 页 共 18 页北京智明环

6、宇技术有限公司 网址： 电话：185186746654 4测线布置及工作量测线布置及工作量4.14.1测线布置测线布置在委托方指定的检测范围内沿电力隧道桩号走向布设测线，共布设 5 条测线，其中拱顶 1 条，拱腰 2 条，边墙 2 条。墙测线布置见图 4-1。图图 4-14-1 地质雷达测线布置示意图地质雷达测线布置示意图现场工作时，测线布置还应符合下列要求：1） 测线布置应根据任务要求、检测目标体的空间结构与埋深等因素综合确定。2） 测线主要沿桩号线路走向布置，重点区域进行局部加密并布置交叉测线，测线布置在通道表面障碍物较少的区域。3） 当测区边界附近发现重要异常时，应进行网格式加密检测。4

7、） 在土层结构复杂区域，应使用不同的检测方式，提高检测精度。4.24.2工作量统计工作量统计本次地质雷达检测实测测线汇总见表 4-1。表表 4-14-1 地质雷达实测测线汇总表地质雷达实测测线汇总表探测区域测线位置测线数量(条)测线长度(m)合计(m)拱顶1左拱腰1右拱腰1左边墙1单孔隧道右边墙1北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 5 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话：185186746655 5地质雷达检测地质雷达检测原理原理地质雷达方法是基于地下介质的电性差异，向地下发射

8、高频电磁波，并接收地下介质反射的电磁波进行处理、分析、解释的一项工程物探技术。其工作过程是由发射天线向地下发射高频电磁脉冲波，当其在地下传播过程中遇到不同的目标体（岩石、土体、混凝土、空洞等）的电性差异界面时，就有部分电磁波反射回来，被接收天线接收，并由主机记录，得到从发射天线经地下界面反射回到接收天线的双程走时。当地下介质的波速已知时，可根据测得的走时求得目标体的位置和埋深（检测原理见图5-1） 。根据反射波组的波形与强度特征，通过同相轴的追踪，可研究地下介质特征、地下结构，确定反射波组的地质含义。通过多条测线的检测，可了解场地目标体平面分布情况。ht0探测面异常体发射天线接收天线tx特征波

9、形介质1介质2界面中地华北（北京）工程技术研究院有限公司中地华北（北京）工程技术研究院有限公司中地华北（北京）工程技术研究院有限公司中地华北（北京）工程技术研究院有限公司中地华北（北京）工程技术研究院 中地华北（北京）工程技术研究院中地华北（北京）工程技术研究 中地华北（北京）工程技术研究院中地华北（北京） 工程技术研究院有限公司中地华北（北京）工程技术研究院t1xx图图 5-15-1 地质雷达检测原理示意图地质雷达检测原理示意图反射系数的公式为： 121212()/()R式中：，分别为介质 1、介质 2 的相对介电常数。12由上式可知：反射系数的大小，主要取决于界面两侧介质相对介电常数的差异

10、。差异越大反射系数越大，越有利于检测。对于空洞探测而言，为正常地层的相对介1电常数（616） ，空洞等异常体的相对介电常数。，。与差异21空81水12一般较大，这是采用地质雷达法进行空洞探测的地球物理基础。电磁波速度的估计很重要，它是进行准确时深转换的基础，对于确定反射体的深度至关重要，测量中要给予特别的关注。可通过不同方法估算电磁波速：1） 根据地层类型和含水情况使用参考速度值。北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 6 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话/p>

11、2） 利用已知埋深物体的反射走时求波速。3） 利用一个孤立反射体，其垂直反射走时为，偏移观测走时为，偏移距为，0t1tx计算深度和波速：hV ， 。1201ttxh02thV 4） 作共深度点剖面（CDP） ，用计算方法求波速。具体做法如下：CDP 中心点垂直反射的走时，以中心点为对称的发射与接收天线间距离为 2，反射走时为，0txxt波速与深度的计算公式如下：Vh，。2022ttxVx20tVh6 6仪器设备仪器设备本次地质雷达检测采用中国电波传播研究所生产的 LTD-2100 型地质雷达（仪器编号：M146060033）与 400MHz 天线（天线编号：AN146060033I） 。雷达主

12、机和天线如图 6-1 所示。雷达主机具有轻便、自动化程度高、信号稳定、检测速度快、分辨率高等优点；可连接使用多种频率的天线，实时显示检测剖面，并可在微机工作站上进行数据的后处理解释工作；数据采集和处理一体化，实现彩显三维立体图像，Windows 视窗平台作业，操作界面友好。 图图 6-16-1 LTD-2100LTD-2100 型探地雷达主机与型探地雷达主机与 400MHz400MHz 屏蔽天线屏蔽天线LTD-2100 型地质雷达主机性能指标见表 6-1。表表 6-16-1 LTD-2100LTD-2100 型地质雷达主机性能指标型地质雷达主机性能指标北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽

13、泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 7 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话作系统实时数字采集处理器，操作平台为 Windows CE 天线频率主机可适配频率范围从 16MHz 到 2.2GHz 的高中低频雷达天线。显示方式实时彩显，彩色/灰阶行扫描，变面积/波形显示，线性扫描方式中可使用256 种色源来表示信号的幅度和极性扫描速率最高可达 128 线/秒样点字节16 位或 32 位扫描点数256/512/1024/2048操作模式具备连续检测、测量轮检测、点测三种模式可选 测量范围05000n

14、s 自选增益手动或自动，19 节点滤波器垂直滤波器、有限、无限低通和高通可调水平滤波器、叠加、背景去除 动态范围160dB7 7现场检测现场检测7.17.1测线位置与标记测线位置与标记本次地质雷达检测以隧道里程标志为标志物，在现场选定探测起讫点里程桩号后，严格将测线位置在现场进行实地测量放线，记录每条测线的起讫位置。应用手持测距轮及皮尺等辅助方式进行距离标识，以保证病害检测位置的准确性。7.27.2现场记录现场记录现场记录很重要，它是资料解释的基础。除了记录测线的起讫里程桩号、检测位置、文件号外，还需要对环境干扰信号进行记录，如电线反射、侧面墙反射、金属物品反射等，如不参考现场记录很容易将干扰

15、信号错判为地下异常体。现场记录的要点是把那些可能产生反射干扰的地物都记录下来，注明它们的性质、与测线的距离、位置关系等。7.37.3采集参数的选择采集参数的选择本次地质雷达检测采用 400MHz 屏蔽天线，连续采集，主机时窗选用 50ns、AD采样 16 位、1024 扫描样点数、64 扫描线/s、9 节点自动增益、垂向高通滤波200MHz、低通滤波 600MHz、3 道水平平滑。北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 8 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话/p>

16、8 8内业处理与解释内业处理与解释地质雷达资料处理的主要任务是根据雷达检测的基本原理和电磁波在介质中的传播规律，采用数字信号处理的方法在计算机上对采集的雷达数据进行有效处理，得到记录中包含的与检测目标的位置、形态、结构和大小等有关的信息，为后期的解释服务。地质雷达在检测过程中，由于受周围环境电磁信号、仪器本身的噪音和地下介质的复杂性等因素的影响，记录的信号除地下介质的信号以外，还会受许多干扰因素的影响，这些干扰因素降低了信号的信噪比，掩盖了真实异常并且经常产生假异常，使检测结果不准确，因此在利用雷达资料进行检测结果解释之前，需要进行数字处理来压制干扰波，提高信号的信噪比。本次的地质雷达资料采用

17、美国 GSSI 公司研发的地质雷达数据处理软件RADAN7.0 和中国电波传播研究所后处理软件 IDSP6.0 进行处理。处理流程为：数据输入数据编辑能量均衡数值滤波偏移时深转换图形编辑输出剖面图。主要处理方法及功能见表 8-1。表表 8-18-1 地质雷达主要处理方法及功能地质雷达主要处理方法及功能对地质雷达检测数据进行处理可以提高信噪比，但是要得到检测结果，还需要结合地质、构筑物结构等信息和现场记录，尽量剔除假异常，得到真正的目标结构信息，使雷达检测信息和土层真实情况相对应；获取真正的异常信息，并对异常信息进行综合解释。处理后正常无异常区域地质雷达剖面图见图 8-1；典型异常区域地质雷达剖

18、面图见处理对象方法波形较平的噪音水平高通滤波、垂直高通滤波空间滤波、背景修复高频噪音（像雪花一样的波形）水平低通滤波、垂直低通滤波、空间滤波展宽了的波形反褶积运算绕射波（压缩了的双曲线）、校正反射层位置偏移增强低振幅波的能见度算法函数、改变显示增益分辨细微异常特征Hilbert 变换、空间滤波生成清晰的显示文件算法函数、层位拾取、静校正北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 9 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话 8-2；典型钢架地质雷达剖面图见图 8-3

19、。图图 8-18-1 无异常区域地质雷达剖面图无异常区域地质雷达剖面图 图图 8-28-2 典型异常区域地质雷达剖面图典型异常区域地质雷达剖面图图图 8-38-3 典型钢架地质雷达剖面图典型钢架地质雷达剖面图在数据分析处理时，寻找雷达波图谱中的反射波同相轴不连续、产生弯曲，反射挡墙界挡墙界病害区病害区钢架钢架北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 10 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话能量强，回波振幅反应较强的区域，依据雷达波的相位、频率和幅值变化进行综

20、合定性判断，剔除各种虚假异常后可初步圈定病害区域。检测分析的异常按病害程度划分为土层扰动异常、不密实异常、土层脱空异常等。土层扰动异常：在雷达图上表现为同相轴横向部分连续，一般呈波浪状，土层轻度松散。土层不密实异常：在雷达图上一般表现为同相轴横向不连续，纵向介电常数变化较大，纵向不连续，并伴有非连续强反射，土层非常松散、破碎。脱空异常：在雷达图上一般表现为同相轴弯曲，存在明显的异常绕射波。检测异常缺陷等级划分见表 8-2。表表 8-28-2 雷达检测异常缺陷等级表雷达检测异常缺陷等级表9 9检测成果检测成果通过现场数据采集、室内资料处理及分析，得出如下结论：1） 根据地质雷达检测数据，在隧道测

21、区范围内未发现轻微及以上扰动病害2） 根据地质雷达检测数据，实测初衬厚度基本满足设计厚度要求，初衬厚度值具体见附表一，隧道初衬厚度分布图详见附图一。3） 根据地质雷达检测数据，实测格栅钢架间距基本满足设计要求，实测格栅钢架间距详见附表二。本次典型实测地质雷达剖面图见附图二。缺陷等级序号异常缺陷等级异常性质引起异常主要原因处理意见1轻微土层扰动开挖隧道施工、管线施工中回填夯实不足。加强巡视定期检测2中等不密实开挖隧道施工、管线施工等；管线本身（雨污水管线）；上水管线爆管、雨污水管线泄露；其他人为因素。打钻验证注浆处理3严重脱空开挖隧道施工、管线施工等；管线本身（雨污水管线）；上水管线爆管、雨污水

22、管线泄露；其他人为因素。打钻验证注浆处理北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 11 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话：185186746651010 说明说明1） 通过对检测成果的细致分析，结合地质资料、地下构筑物结构信息和现场记录等，对地质雷达剖面中的异常区域进行了定性和定量解释。2） 本次地质雷达检测过程中，隧道内电线、金属物体等均对地质雷达信号产生干扰，给外业工作和资料解释带来一定困难。3） 由于地质雷达方法技术本身的局限性、物探的多解性、地下隐蔽工程的复杂性，以及实测剖

23、面位置的电性参数与标定位置的参数可能存在差别，都会使探测结果产生一定的误差。4） 本次检测成果仅限于本工程使用。北京丽泽金融商务区（南区）道路市政管线（丽泽商务区配套电力隧道建设（南区金中都路等 13 条路）工程）第七标段初衬地质雷达检测报告 第 12 页 共 18 页北京智明环宇技术有限公司 网址： 电话表一附表一 隧道初衬厚度地质雷达检测结果对照表隧道初衬厚度地质雷达检测结果对照表拱顶（cm）左拱腰（cm）右拱腰（cm）左边墙（cm）右边墙（cm）线路里程设计实测设计实测设计实测设计实测设计实测5#0+585.6152525252525252525.525250+5902525.52525.52525.52525.52525.50+595252625262526252525260+60025252525.52525.5252525250+6052526252525252525.525260+610252525252525252525250+61525262524.52524.5252525260+