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铁路隧道衬砌质量的无损检测内容与方法第1节隧道衬砌质量无损检测内容与方法隧道混凝土衬砌质量检测包括:①隧道衬砌厚度;②隧道衬砌背后未回填的空区;③复合式衬砌中两层衬砌间较大的空段;④施工时坍方位置及坍方的处理情况;⑤衬砌混凝土强度。有时还可检测围岩中地下水向隧道侵入的位置。衬砌混凝土质量的现场检测,曾经常采用电阻率法、瑞利面波波速法等来检测前面的①-④项,近年来采用地质雷达检测混凝土质量得到了广泛的应用。美国劳雷公司生产的SIR-3000型地质雷达仪它是目前世界上最先进的地质雷达之一。序号名称单位数量1主机台12400M天线套13传输电缆套14270M天线套15软件套1SIR-3000型地质雷达基本配置第2节地质雷达法检测原理地质雷达法(GroundPenetratingRadar,简称GPR)利用主频106Hz~109Hz波段的电磁波,以宽频带短脉冲的形式,由地面通过天线发射器发至地下,经地下目标体或地层的界面反射后返回地面,被雷达天线接收器所接收,通过对所接收的雷达信号进行处理和图像解译,探测隐蔽介质的分布和特征。

在隧道衬砌厚度的检测中,主要涉及到媒质有:混凝土、钢筋、空气、水和围岩,其物性差异如下表常见物质的相对介电常数介质介电常数(相对值)电磁波速V(m/ns)空气10.3水810.033花岗岩(干)50.15土(湿)150.077砂质土(湿)250.06混凝土6.5~120.09~0.13钢筋∞——

从表中可以看出,隧道内所涉及到的这几种媒质物性差异较大,会形成较强反射。比如当衬砌内有脱空或钢筋(钢拱架)都会产生十分强烈的反射。

物性的明显差异正是地质雷达法检测隧道衬砌质量和钢筋数量的前提条件。1、计算衬砌厚度:地质雷达发射天线向隧道壁发射高频宽带短脉冲电磁波,遇到相对介电常数差异较大的介质(如空洞、衬砌界面等)就会产生反射波,接收天线接收反射回来的电磁波并记录其反射时间。根据电磁波在介质中的电磁波速(v)和双程旅行时间(t)可以计算衬砌厚度。2、发眼现衬蛮砌缺运陷(青初期情支护胳背后泳回填侄不密骄实,泉初衬馒与二渐衬之肠间有跌空隙葡):当天帮线沿阀隧道斩壁移抱动时狼就能设得到横衬砌易内部欠电磁塌波走液时图逐像(啄见下洞图)店。电厨磁波凑由空锡气进宣入二婆衬的运混凝抗土层戒,会盈出现抽强反脸射;散同样梢,当炕电磁忧波由追二衬扭传播堆至初男衬继枕而由料初衬垒传播烛到岩青层时贵,如透果二灯衬和罗初衬软接合本不良烧,或扒存在臭空隙润,亦叶会导葬致雷府达剖贪面相践位和旬幅度折发生规变化雄,由万此可滩确定宝衬砌每厚度震和发婶现施尚工缺美陷。3、确耐定钢纵筋分众布(喝钢筋劣,钢鸭格栅贤,钢惭筋网蓬等)笨:电磁向波遇铸到以柿传导纳电流宪为主魔的介权质,糟比如观衬砌留中存尽在的粱钢筋发,会田出现坝强反溉射,版在雷离达剖仗面上垒呈现氧明显驰异常抬,以逝此可宾确定闲钢筋汇分布誉情况避。第3节节检测房诚方法1、测谨线布陪置对于甚双线始隧道零,按泻照《铁路锹隧道亏衬砌扶质量阁无损秃检测障规程》(蠢TB碎10扎22沸3-20谋04伏),需虫在隧掉道中土共布垦置7条测额线,澡其中油拱顶捷位置稍一条词,左钓右拱兰腰、鼓左右谁边墙猾各一谨条及亏仰拱鞋两条间。其姓中左言右拱铜腰测阻线在稍两边氧起拱绢线以模上1m左右巧,左扑右边扮墙测畜线在子两边行水沟台盖板钟以上1.求5m左右搏,仰念拱测耻线布绣置为诊左右阴线路舅中心茄线(邮线路芳中心著处,飞单线腹一条习,双税线两贵条肤)。左边墙测线左拱腰测线右拱腰测线右边墙测线左仰拱测线拱顶测线右仰拱测线2、介肃质参棕数标弄定检测倡前对滚衬砌纠混凝般土的届介电胀常数坡或电荡磁波捏速做摄现场纠标定涂,对透隧道匠长度蝴小于3k崇m的隧桨道,返取一趣处进专行实袋测,乡丰实检肆不少享于3次,汤取平男均值态为该狡隧道柱的介阴电常拢数或掉电磁棕波速赛。当耗隧道萄长度诞大于3k卫m,应高适当摘增加取标定阔点数性。标定休采用珍以下标方法枪的其龄中一纲种:(1)在咽已知底厚度货部位触或材权料与闭隧道挨相同柏的其音他预鲜制件痕上测竿量;冶(2)在遍洞口乓或洞贵内避晒车洞框处使瞎用双妖天线法直达总波法浙测量热;、(3)钻梯孔实赴测。咏求取工参数溪应具苦备两时点:用①标惕定目衣标体锹的厚样度一朱般不旗小于15摸cm,且僵厚度狸已知窗;②剃标定问记录糟中界溪面反海射信其号应爸清晰伟、准筐确。守标定沫结果田按下愁式计臭算:式中诸:—相对懂介电株常数监;v—电磁废波速衫(m/党s);t—双程帐旅行忙时间阻(ns);d—标定周目标捏体厚枣度或棒距离顷(m)。3、工妙作步扫骤(1)在伍卡车毙车厢看上或梨铁路涝平板增车上生用钢舟管搭岛架并佛铺木侧板制义成工毒作平麦台。(2)检鼓查主违机、霸天线裕以及帜运行紧设备赞,使年之均撒处于艰正常批状态新。(3)检宝测:触检测平时,向将发怖射和喘接收墓天线体与隧棚道衬限砌表螺面密财贴,修沿测侍线以5k栋m/屈h左右舰的速阅度滑仓动,疮由雷身达仪形主机青高速货发射邻雷达杰脉冲角,进捎行快轻速连底续采惨集。为保迹证点爆位的申准确插,在带隧道灿壁上杠每5m或10土m作一衔标志默,标讲上里屿程。护当天文线对愿齐某念一标狡记时赴,由项仪器病操作骂员向馆仪器亭输入适信号奸,在猪雷达白记录伸中每5m或10耕m作一满里程艘标记赔。内业膀整理显资料嫌时,冤根据乔标记举和记售录的奋首、现末标猜及工身作中返间核向查的勇里程碗,在匆雷达杯的时腊间剖挡面图障上标指明里廉程。第4节跳地质贡雷达锡的资饼料处肾理与当解释1、资株料处掘理和祝编录深整理秧以及茂设计僚资料掠的汇拜集现场辨采集搏的数强据要绿经过痰滤波弃、去兽噪、风均衡郊等处关理,北打印辈成时倦间剖巴面图勒。为抢了使煌图纸碍的计尊算与普实际霉里程胜相符灵,必夫须在深图纸显上标芹注里比程及5或10梁m的间秤隔标嫁记,世并要延将一才些特嚼殊情路况,患如电信气化鸦线路萌隧道胃中的冻锚节筝点位夸置、鸟隧道谁中的唤变截公面位春置、论灯或仍通风展机位抹置等踪蝶标于朵图上尼。对隧卷道衬腊砌质周量作蚀检测慌和评哭价,厅还必渠须掌煮握该触隧道难的设情计情截况,色如围慰岩分榨类、幸设计速参数虏、施殊工方像法和悄步骤猜等,锐特别鼠是长狭隧道旅,地鉴质复蚊杂,梅设计跟参数咳变化已多,悬有时轻还由跳不同久单位扣分段淋施工乓,掌栗握这很些资谁料,马对探傲查资招料判已释和底隧道希质量湖评价歇很有园必要洲。2、数男椐处掌理步灯骤:数据刚处理豆与解贿释程碎图3、资额料的厕分析侵判别(1)二打衬砌叼界面鞭的判各识在探线地雷构达图搂像的药上部劳,一贵般振盗幅较雹强,舟同轴探同相趣比较智连续堵的第扣一组尊波形储为衬辰砌界快面反顾射信芳号。酸界面仙判识牢后输宣入正达常的慕介电锡常数征值,给即可川由计废算机迅自动亡计算慢出衬隶砌厚色度值嫁,厚桐度的滑计算钻公式秀为:(2)钢揭拱架挖位置搅及判衰识在地贩质雷护达图掠像中羊,电抢磁波倚遇到炸钢筋励时产昏生极膀强的嘴反射北,反般射波栋的位来置为什钢筋隐距测高试面宏的距旬离(所背水杏面保尽护层算厚度许);衔通过瘦滤波买处理昆,确科定各笑里程伟段钢峡筋拱救架分凭布情宽况及守背水钳面保娃护层痛厚度邮。(3)衬男砌混铅凝土民缺陷艰及位勤置判安识(讨空洞表和衬遮砌不平密实欺)由于倦衬砌宝混凝史土与陆空气高的相浅对介羞电常徒数的乔差异咬较大僚,所隙以探企地雷摇达图驼像中耍表现孕为振啄幅较讯强的跃界面楼反射涌信号台(多波次波立)。空洞碰的明坚显特症征就阿是有辫强烈菊的多倡次反舍射,跨波从辅相对缓介电底常数盼大的誉物质袭(C2企0混凝喷土为8左右盲)进裁入相自对介倘电常忆数小馅的物狡质(扶空气谁为1)中扯时,俘根据测波动古原理叔,在笛上界爪面处伙会先上叠加群为负驻波,犯可在神雷达破图像吩中准补确拾跳取界捎面反验射的油双程痒旅时袜,根设据公财式求民得缺徐陷的矩位置狠;衬砌增不密污实可蚀能是顿由于叮混凝拌土离帮析振旺捣造底成的建,从稳波形毕特征旦与空乐洞的迅反射蓄相似愈,但愚反射削很弱宴;混线凝土辱中有俭钢筋沉时也巷会产蒙生反基射,哪波从种相对认介电柄常数吉小的瓣物质撕(C2暂0混凝狼土为8左右勤)进丧入相反对介降电常匆数大伏的物匹质(及钢筋彻为∞外)中即时,际根据告波动带原理枣,在妹上界样面处役会先谷叠加妄为正谋波。对于密复合惕衬砌墙隧道,当第脸一次毁衬砌范与第匙二次补衬砌择之间六存在算空隙筝时,界面骡上读浊取的距厚度疏值为乐隧道喇的二鹅次衬心砌厚吼度,份若二默者密姐贴良戚好,缴则为的一、小二次汤衬砌先合值预;对款于非农复合幅衬砌范隧道,该界妈面上昂读取票的厚稻度值瞒即为惜隧道掀的衬担砌厚右度值牛。第5节酷雷时达探傻查的顶典型附图象1、衬拼砌界斯线混凝倾土衬悬砌、丘喷射生混凝此土与捆围岩坛(或寻其间辅空区脆中的岩空气笑)有诉明显艇的介拼电常泡数差尾,因圈此在慢时间肃剖面灾图上歇,衬炸砌底秩面和屯岩石著之间论有明夏显的烧界线仇。雷皂达发秒射的蛾直达湾波延旅续4个周腊期以上上,0~12供ns左右提的目辅标物最的反总射波租均与暑它相立叠。满雷达拿的直质达波拳呈现制几条级平直隐的水称平同砌相轴什的图床像,画而围役岩开储挖总饼有或狱大或牌小的匹不平乏,故晃衬砌才底界王,即诞它与嚷围岩价的分销界面滩的反滋射波姻同相蚁轴一腾般为忧有起谈伏的痒非直玩线图淡像,益这是轰很易复辨认罪的。喷射桶混凝基土与坟模筑粗衬砌赔介电换常数花有差钥别,坡但不胆是很德大,郑它们债之间摄若接洽触很乓好或辽粘结跑,则鹊可能再没有事明显梅的反骨射波窑或仅希有微导弱的新反射卡波。劳如果毙喷射乘混凝眠土中校有钢思质拱退架和涨钢筋港网,逆则由错于它耳们可骡强烈乐地反升射雷蹦达波参,故拘可看鹊到连植续的煤绵延乳的反伏射图双像。2、拱灾架与轰钢筋遍网在地身质雷玻达图透像中恋,电乒磁波棉遇到槐钢筋泊时产决生极碑强的纤反射红,反添射波克的位施置为躁钢筋路距测储试面刷的距子离(惧背水坑面保然护层忌厚度停);桌通过让滤波父处理俩,确斗定各跳里程让段钢颤筋拱青架分跳布情乐况及宽背水豪面保焦护层翁厚度参。图中转由于井钢筋伶的界撤电常缺数为历∞,津图中禽可见吉连续转的小岗双曲侦线反真射,武这是鸦钢筋载网的访代表液性反湿射图钟。混凝斩土中催布置寺的钢迎筋网典型皆的格注栅钢位架反算射图图中场两标阵距之舌间为10米,椅每10米的众钢架络为9榀达喉到了划设计亭要求拉。3、衬览砌混芹凝土屠缺陷混凝它土内龙部缺乒陷包倒括欠掉密实衫、脱京空等己现象持,欠哥密实抛其表责现为影波形湖杂乱弃且不须连续堂的反丑射波安形。复合斧衬砌粉与围陡岩间掘的不恒密实劣带某隧吵道仰期拱部谦位混貌凝土彼中出酬现的剩不密游实区第6节知提高蚁检测羞精度齿的措箭施1、详梁细了翻解检齿测区司间物乳理状研态衬砌兄层物仆理状巨态的影变化刘直接疫影响专到雷文达波而的变龟化,饮影响馋因素聋主要抢是含呀水量坝的变帝化、滚检测直面平拜整度洪、衬岂砌层帜砼材投料配叮比变脉化、佣衬砌帆层结捏构变悉化。扔隧道阿检测乞有许畜多条诸测线醋,分者若干丢次检巡寿测,察每条借检测强的衬绵砌层集物理在状态用变化块情况评并不鞋完全唐一致希,这辽就需斗要较非为详缘瑞细地遮了解绢设计剩资料照、隧冤道的伸施工愚记录骂,同泊时在级检测薪过程傍中还认要做险好外穷业记解录(如渗泡水、物平整封度等)。只庄有这返样才扔能根达据客钓观情胀况,眼有针夹对性磨地对疼地质病雷达暖资料晒进行常合理勺的分现析。2、合沙理布肯置取廉芯点竞位影响特检测适精度圾的主糠要问厌题是

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