鐵路橋隧建筑物狀態(tài)檢查與檢測(cè)2019

1、鐵路隧道檢查與檢測(cè)鐵路橋隧建筑物狀態(tài)檢查與檢測(cè) 中國鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司 王云鵬2019年07月鄭州鐵路橋隧建筑物狀態(tài)檢查與檢測(cè)一、概述 至2017年底，我國運(yùn)營鐵路隧道達(dá)14547座，長15326km，其中在建3825座，總長8125km，規(guī)劃5596座，總長13331km。世界鐵路隧道運(yùn)營里程最長、在建規(guī)模最大。 由于建設(shè)年代不同，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，養(yǎng)維標(biāo)準(zhǔn)不高，隧道總體技術(shù)狀態(tài)較差，部分隧道建成時(shí)就存在質(zhì)量缺陷。據(jù)2014年統(tǒng)計(jì)資料，全路共有病害隧道5990座，病害率高達(dá)52.4%。其中嚴(yán)重漏水2937座，累約203km；襯砌嚴(yán)重腐蝕裂損4431座，約272km；仰拱鋪底變形損壞598座，約

2、121km；塌方落石591座，約22km，整體道床損壞56座，約7.5km，限界不足隧道2535座，給鐵路運(yùn)營帶來重大隱患。因此，加強(qiáng)對(duì)鐵路隧道襯砌質(zhì)量與病害的檢測(cè)十分必要。鐵路隧道狀態(tài)檢查與檢測(cè)鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程鐵路工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)規(guī)程鐵路隧道襯砌質(zhì)量無損檢測(cè)規(guī)程鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則高速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則（試行）高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)高速鐵路工程靜態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范二、隧道檢測(cè)相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)鐵路隧道狀態(tài)檢查與檢測(cè)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 運(yùn)營隧道由于前期設(shè)計(jì)缺陷、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，后期自然災(zāi)害、結(jié)構(gòu)腐蝕老化等原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)病害，主要表現(xiàn)為錯(cuò)臺(tái)、襯砌變形、裂縫、掉塊

3、、滲漏水、蜂窩麻面等。因此，對(duì)鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)物理力學(xué)參數(shù)、健康狀態(tài)及相關(guān)環(huán)境的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)有多種手段和方法可以實(shí)現(xiàn)。（一）隧道檢測(cè)技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)局限 目前，鐵路隧道施工規(guī)范、鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程均沒有對(duì)運(yùn)營鐵路隧道的結(jié)構(gòu)健康及其穩(wěn)定性的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)提出要求。這也一直是國內(nèi)外巖土工程界研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。三、鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)鐵路隧道建設(shè)可分為勘察設(shè)計(jì)、施工、竣工驗(yàn)收和運(yùn)營4個(gè)階段。檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)主要服務(wù)于后3個(gè)階段。這3個(gè)階段各有側(cè)重：施工階段包括超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，以監(jiān)測(cè)為主，指導(dǎo)施工，優(yōu)化設(shè)計(jì)；竣工驗(yàn)收階段包括襯砌和底板厚度、密實(shí)度及背后空洞、強(qiáng)度以

4、及拱架，隧道限界、鋼筋分布，以檢測(cè)為主，與設(shè)計(jì)資料核對(duì)，不符地段須返工加固；運(yùn)營階段主要是襯砌表面檢測(cè)，以日常巡檢為主，掌握病害的發(fā)展動(dòng)態(tài)。（二）各階段隧道檢測(cè)與監(jiān)測(cè)的內(nèi)容鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)各階段隧道檢測(cè)與監(jiān)測(cè)的內(nèi)容鐵路隧道施工提前介入工作 （一）提前介入的概念 隧道建筑物在縱向?yàn)橐粋€(gè)筒狀結(jié)構(gòu)，橫向?yàn)榄h(huán)形結(jié)構(gòu)，在圍巖荷載和襯砌的相互作用下工作，其二次襯砌作為隧道結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備，施工質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響到行車安全。為保證列車的安全運(yùn)行，隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)部不允許出現(xiàn)影響行車安全的異物。就隧道本身而言，必須杜絕高空掉物，特別是施工中二次襯砌出現(xiàn)的空洞、掉塊缺陷。 目前高速鐵路隧道二次襯砌后背脫

5、空、淺層空洞、掉塊病害較為普遍，其直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命，加之高速產(chǎn)生的氣動(dòng)效應(yīng)，會(huì)使存在隱患的二襯極易產(chǎn)生疲勞破壞，導(dǎo)致病害加速發(fā)展，對(duì)高速行車產(chǎn)生極大的威脅。 另外，根據(jù)其他新建客專線的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，在線路開通運(yùn)營之后對(duì)洞內(nèi)病害的整治付出的代價(jià)十分昂貴，而且還影響到鐵路的正常運(yùn)輸。因此，在線路開通運(yùn)營之前，運(yùn)營單位提前介入對(duì)襯砌常見空洞、掉塊等病害進(jìn)行檢查，并采取相應(yīng)整治措施顯得十分必要。 四、提前介入提前介入 從行車的安全性和結(jié)構(gòu)耐久性來看，提前介入對(duì)隧道進(jìn)行檢查并及時(shí)消除病害顯得十分必要，尤其對(duì)二次襯砌空洞、掉塊的檢查。通過介入工作在線路開通運(yùn)營之前將病害進(jìn)行整治和消除，是保證安

6、全運(yùn)營的重要途徑之一，此時(shí)也保證了在施工單位人員、機(jī)具充分的情況下缺陷的整治質(zhì)量。 掌握關(guān)鍵、重大工程的施工方案、技術(shù)、質(zhì)量控制措施。檢查隧道洞口邊仰坡、危巖落石防護(hù)是否到位；檢查維修通道等是否符合標(biāo)準(zhǔn)。靜態(tài)驗(yàn)收前完成隧道襯砌敲擊檢查。鐵路隧道施工提前介入工作三、隧道工程檢查的項(xiàng)點(diǎn) 1.襯砌檢查項(xiàng)點(diǎn)： (1)拱部襯砌壓潰、掉塊、空洞，襯砌崩塌、剝落，風(fēng)化、腐蝕。 (2)仰拱或無砟軌道變形，導(dǎo)致基床下沉、軌道板上拱、道床翻漿。 (3)拱部滴水、邊墻淌水、基床冒水。 (4)襯砌開裂、變形、損壞，裂縫寬度及發(fā)展情況。 (5)襯砌腐蝕疏松深度大于襯砌厚度的1/10、面積在0.1m2以上。 (6)選用的

7、建筑材料應(yīng)符合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性的要求?；炷恋目?jié)B等級(jí)不應(yīng)低于P8。鐵路隧道施工提前介入工作 2. 隧道洞口檢查項(xiàng)點(diǎn)：（1）襯砌是否開裂、變形、損壞，若有掉塊可能時(shí)應(yīng)立即安排加固。（2）襯砌嚴(yán)重風(fēng)化、腐蝕造成襯砌崩塌、剝落。（3）洞門是否存在仰坡坍塌、落石等危及行車安全的隱患。 （4）洞口仰坡周圍排水、截水設(shè)施。（5）洞口仰坡及進(jìn)出口路塹邊坡有無破損。（6）洞口的檢查設(shè)施和有關(guān)的標(biāo)志。（7）洞口緩沖結(jié)構(gòu)斷面有效面積是否符合要求。鐵路隧道施工提前介入工作 3. 隧道防排水設(shè)施檢查項(xiàng)點(diǎn)： （1）襯砌表面、施工縫、變形縫、設(shè)備安裝孔眼不漏、不滲、無濕漬。 （2）排水系統(tǒng)不應(yīng)出現(xiàn)堵塞、溢流、滲漏、淤積

8、、凍結(jié)、沖刷，在有凍害地段的襯砌背后不積水。 （3）隧道排水系統(tǒng)應(yīng)與洞外排水系統(tǒng)、天然水系順接，組成完整的排水系統(tǒng)。 （5）隧道全長范圍內(nèi)均應(yīng)設(shè)置縱向、橫向和環(huán)向盲溝、側(cè)溝、泄水槽、中心水溝或中心水管(干燥無水隧道除外)和檢查井。 鐵路隧道施工提前介入工作 3. 隧道防排水設(shè)施檢查項(xiàng)點(diǎn)： （6）洞外應(yīng)設(shè)置洞外排水溝、洞口截水橫溝(單面坡隧道)、洞頂截水天溝、仰坡排水溝等，必要時(shí)洞外應(yīng)設(shè)置緩沖池(井)。 （7）隧道內(nèi)排水溝坡度宜與線路坡度一致。在隧道中的分坡平段范圍內(nèi)和車站內(nèi)的隧道，排水溝底排水坡度不應(yīng)小于1，橫向排水坡不應(yīng)小于2%。 （8）隧道外部的地表水豐富時(shí)，應(yīng)有良好的地表和洞頂排水系統(tǒng)。

9、對(duì)隧道有影響的地表溝谷、坑洼積水時(shí)，宜采用疏導(dǎo)、鋪砌和填平等措施防止洞外地表水滲流到隧道內(nèi)。鐵路隧道施工提前介入工作 4. 洞內(nèi)附屬結(jié)構(gòu)物及救援通道檢查項(xiàng)點(diǎn)： （1）救援通道 救援通道距線路中線距離滿足設(shè)計(jì)要求。 隧道救援通道的寬度、高度是否滿足設(shè)計(jì)要求。 隧道救援通道走行面是否軌面，走行面是否平整、穩(wěn)固整齊。 疏散出口通道的出口處是否設(shè)置疏散場地，場地情況是否符合設(shè)計(jì)要求。 疏散出口通道路面、排水設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施、照明、安全門、疏散指示標(biāo)識(shí)等是否符合要求。 疏散出口通道內(nèi)水溝設(shè)置是否合理。鐵路隧道施工提前介入工作 （2）隧道照明 燈具及線纜是否侵入基本建筑限界。 燈具及線纜固定卡具及及緊固件是

10、否松動(dòng)、缺少。 燈具的照射傾角是否達(dá)到預(yù)期的照明效果。 燈管是否損壞、接觸不良。 隧道照明控制系統(tǒng)和開關(guān)是否使用正常。 燈具的防塵和防水 燈具的防觸電保護(hù)是否達(dá)到I類防觸電保護(hù)的要求。鐵路隧道施工提前介入工作 5. 隧道周邊環(huán)境 （1）隧道軸線頂部紅線內(nèi)是否有建筑物、工廠。 （2）是否堆放易燃易爆品。 （3）是否有開礦、打井、取水等生產(chǎn)活動(dòng)。 （4）是否修路。鐵路隧道施工提前介入工作五、高速鐵路隧道襯砌檢查部位及方法 對(duì)完工隧道二次襯砌的全面檢查，其檢查方法和手段較多，除了依據(jù)檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)檢測(cè)結(jié)果外，提前介入對(duì)淺層空洞、掉塊等病害進(jìn)行人工敲擊檢查也是不可或缺的步驟和手段。 隧道襯砌空洞、

11、掉塊等缺陷出現(xiàn)的部位具有隨機(jī)性，并且對(duì)高速列車造成安全的最大威脅來自拱腳至拱頂范圍的隱患，因此在敲擊檢查時(shí)除了對(duì)邊墻進(jìn)行檢查外，重點(diǎn)應(yīng)對(duì)拱腳至拱頂135范圍內(nèi)襯砌部分進(jìn)行仔細(xì)檢查，以便徹底發(fā)現(xiàn)和消除病害隱患。為了更好的檢查跟蹤施工質(zhì)量，及早發(fā)現(xiàn)病害并予以消除，可利用理論模型分析及各種檢測(cè)工具對(duì)襯砌進(jìn)行檢測(cè)。鐵路隧道施工提前介入工作 高速鐵路隧道襯砌檢查 目前常用的檢查方法有地質(zhì)雷達(dá)無損檢測(cè)和人工敲擊檢查，通過對(duì)兩種方法各自優(yōu)缺點(diǎn)的比較，科學(xué)合理采用，可及時(shí)消滅病害隱患。 地質(zhì)雷達(dá)作為一種無損檢測(cè)設(shè)備，以其準(zhǔn)確、高效等優(yōu)點(diǎn)在鐵路工程地質(zhì)探查、質(zhì)量檢測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。但有關(guān)研究表明，其對(duì)鋼筋混

12、凝土襯砌背后的程度較輕微的脫空或不密實(shí)則較難發(fā)現(xiàn)，對(duì)淺層問題反應(yīng)效果不理想，并且檢測(cè)成本費(fèi)用較高、對(duì)使用者有一定專業(yè)、技能要求。鐵路隧道施工提前介入工作 高速鐵路隧道襯砌檢查 人工敲擊 由于襯砌淺層的空洞，或暴露在其表面掉快往往能直接危機(jī)到行車安全，通過人工敲擊檢查的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，人工敲擊能快速、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)襯砌淺層脫空位置及面積大小，病害評(píng)判周期短，檢查時(shí)用具輕便快捷、易操作，對(duì)檢查者的要求較低，能全面開展工作。因此，采用人工敲擊檢查的方法能更為直觀，快速地發(fā)現(xiàn)病害，其具有直觀性強(qiáng)，表面問題易診斷，檢查成本低的特點(diǎn)，能達(dá)到事半功倍的效果，為徹底消除安全隱患提供了準(zhǔn)確的信息源。鐵路隧道施工提前介入工

13、作鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 為了進(jìn)一步查清隧道開挖前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率和危害程度，需對(duì)掌子面前方進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。根據(jù)鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)綜合采用地質(zhì)調(diào)查法、超前鉆探法、物探法和超前導(dǎo)坑法進(jìn)行預(yù)測(cè)。其中物探法包括中長距離的彈性波反射法（常用的是地震反射波法）、短距離的電磁波反射法（常用的是地質(zhì)雷達(dá)法）和高分辨率直流電法（常用的是三極空間交匯探測(cè)法。1.超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 六、鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)監(jiān)控量測(cè)作為質(zhì)量管理的重要手段，越來越受到重視。鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目包含6個(gè)必測(cè)項(xiàng)目和12個(gè)選測(cè)項(xiàng)目。從本質(zhì)上

14、講，隧道不僅僅是單純的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而是圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的復(fù)合體。因此，在隧道開挖過程中，需要同時(shí)考慮圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)、襯砌可靠度，可以將監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目分為5大類：洞內(nèi)外觀察；地表沉降；隧道結(jié)構(gòu)變形；隧道結(jié)構(gòu)受力；隧道環(huán)境。2.監(jiān)控量測(cè)技術(shù)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)從本質(zhì)上講，隧道不僅僅是單純的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而是圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的復(fù)合體。因此，在隧道開挖過程中，需要同時(shí)考慮圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)、襯砌可靠度，可以將監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目分為5大類：洞內(nèi)外觀察；地表沉降；隧道結(jié)構(gòu)變形；隧道結(jié)構(gòu)受力；隧道環(huán)境。監(jiān)控量測(cè)技術(shù)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)監(jiān)控量測(cè)作為質(zhì)量管理的重要手段，越來越受到重視。鐵路隧道

15、監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目包含6個(gè)必測(cè)項(xiàng)目和12個(gè)選測(cè)項(xiàng)目。監(jiān)控量測(cè)技術(shù)序號(hào)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目常用量測(cè)儀器備注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察、數(shù)碼相機(jī)、羅盤儀2拱頂下沉水準(zhǔn)儀、剛掛尺或全站儀3凈空變化收斂計(jì)、全站儀4地表沉降水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀隧道淺埋段5拱腳下沉水準(zhǔn)儀或全站儀不良地質(zhì)和特殊巖土隧道淺埋段6拱腳位移水準(zhǔn)儀或全站儀不良地質(zhì)和特殊巖土隧道深埋段日常監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)可將滿足隧道設(shè)計(jì)與施工特殊要求進(jìn)行的監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目納入選測(cè)項(xiàng)目：監(jiān)控量測(cè)技術(shù)序號(hào)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目常用量測(cè)儀器1圍巖壓力壓力盒2鋼架內(nèi)力鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)3噴混凝土內(nèi)力混凝土應(yīng)變計(jì)4二次襯砌內(nèi)力混凝土應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì)5初期支護(hù)與二次

16、襯砌間接觸壓力壓力盒6錨桿軸力鋼筋計(jì)7圍巖內(nèi)部位移多點(diǎn)位移計(jì)8隧底隆起水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀9爆破震動(dòng)振動(dòng)傳感器、記錄儀10孔隙水壓力水壓計(jì)11水量三角堰、流量計(jì)12縱向位移多點(diǎn)位移計(jì)、全站儀鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)鐵路隧道限界是為了確保列車安全行駛時(shí)有足夠的空間在限界內(nèi)除了機(jī)車車輛以及與機(jī)車車輛相互，作用的建筑物和設(shè)備外，其他建筑物和設(shè)備不得侵入。目前隧道限界檢測(cè)設(shè)備主要有：隧道限界檢測(cè)車（沈陽局）、便攜式鐵路限界測(cè)量儀和全測(cè)儀。3.隧道限界檢測(cè)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隧道限界檢測(cè)車BJSD-3激光隧道限界檢測(cè)儀（斷面儀）隧道限界檢測(cè)儀鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隧道限界檢測(cè)車

17、運(yùn)營鐵路隧道限界檢測(cè)車實(shí)景圖鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隧道竣工后，襯砌和底板厚度、密實(shí)度及背后空洞檢測(cè)方法有打擊聲法、沖擊波法、電磁波法、超聲波法和聲發(fā)射法。其中，電磁波法包括地質(zhì)雷達(dá)法、射線法、電磁感應(yīng)法、紅外線法等。這些方法各有特點(diǎn)和適用范圍。考慮現(xiàn)場的實(shí)際條件和檢測(cè)成本，一般常用的檢測(cè)方法是打擊聲法和地質(zhì)雷達(dá)法。4.襯砌和底板厚度及背后空洞檢測(cè)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隧道竣工后，襯砌和底板混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)方法可分為有損檢測(cè)和無損檢測(cè)。有損檢測(cè)包括鉆孔取芯法、拔出法和貫入阻力法，以鉆孔取芯法最為常用。該方法可以直觀地獲得隧道襯砌和底板厚度、質(zhì)量和背后情況，但會(huì)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)防排水系統(tǒng)

18、造成破壞，檢測(cè)速度慢，效率低，一般用于對(duì)其他檢測(cè)或監(jiān)測(cè)方法的標(biāo)定。無損檢測(cè)方法有回彈法、超聲波，回彈法反映的主要是構(gòu)件表面10-15cm的強(qiáng)度狀況，且回彈值受構(gòu)件表面影響較大。超聲波法反映的是構(gòu)件內(nèi)部的強(qiáng)度狀況，但聲波值受骨料粒徑、砂漿等影響較大。相比于采用單一的超聲波法或回彈法，超聲回彈綜合法彌補(bǔ)了單一檢測(cè)方法的不足，測(cè)試結(jié)果具有影響因素少、精度高適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)。5.襯砌和底板強(qiáng)度檢測(cè)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隧道砌和底板拱架、鋼筋分布檢測(cè)拱架和鋼筋相當(dāng)于隧道的骨架，在圍巖較差的環(huán)境必須采用。常用的襯砌和底板拱架、鋼筋密度檢測(cè)方法有地質(zhì)雷達(dá)法和鋼筋檢測(cè)儀。地質(zhì)雷達(dá)屬于電磁波的一種，對(duì)鋼

19、筋、鋼拱架等鐵磁物的探測(cè)特別敏感，探測(cè)結(jié)果不能給出鋼筋直徑大小，但能準(zhǔn)確定位鋼拱架、鋼筋的數(shù)量及分布情況。相比于地質(zhì)雷達(dá)法，鋼筋檢測(cè)儀不僅能獲得鋼筋密度分布情況，而且能有效探測(cè)到鋼筋直徑大小，但該方法探測(cè)深度較淺，為約20cm的深度范圍。6.襯砌和底板拱架、鋼筋分布檢測(cè)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)襯砌表面檢測(cè)內(nèi)容包括錯(cuò)臺(tái)、襯砌裂縫、襯砌掉塊或剝落、滲漏水等。常用的檢測(cè)方法包括人工或人工儀器檢測(cè)。這種檢測(cè)方法直觀，對(duì)檢測(cè)人員要求高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，檢測(cè)結(jié)果受人為主觀因素影響，并且反饋滯后。7.襯砌表面檢測(cè)地質(zhì)雷達(dá)（GR，Geo-radar）或探地雷達(dá)（GPR，Ground-Penetr

20、ating-Radar）原理：高頻電磁波以寬頻帶短脈沖形式，通過發(fā)射天線被定向送入地下，經(jīng)存在電性差異的地下地層或目標(biāo)體反射后返回地面，由接收天線所接收。高頻電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其傳播路徑、電磁場強(qiáng)度與波形將隨介質(zhì)的電性特征與幾何形態(tài)而變化。因此，通過對(duì)時(shí)域波形的采集、處理和分析，可確定地下分界面或目標(biāo)體的空間位置及結(jié)構(gòu)，達(dá)到識(shí)別目標(biāo)物的目的。（一）地質(zhì)雷達(dá)工作原理七、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)天線時(shí)間x地質(zhì)雷達(dá)工作原理鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)天線時(shí)間x 地質(zhì)雷達(dá)工作原理鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)在此期間，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)突飛猛進(jìn)，更多國家的高校和研究機(jī)構(gòu)開始關(guān)注、

21、研究地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)。同時(shí)，地質(zhì)雷達(dá)也得到了地球物理和電子工程界的更多關(guān)注，對(duì)天線的改進(jìn)、信號(hào)的處理、地下目標(biāo)的成像等方面提出了許多新的見解。1970年代初到70年代中期1970年代中后期到80年代1980年代至今美國、日本、加拿大、英國、德國等國開展了大量的研究工作。首家生產(chǎn)和銷售商用地質(zhì)雷達(dá)公司問世，即美國地球物理測(cè)量系統(tǒng)公司（GSSI）。日本電器設(shè)備大學(xué)也研制出小功率的基帶脈沖雷達(dá)系統(tǒng)。美國GSSI、日本OYO、加拿大SSI、瑞典SGAB、意大利IDS等開始研制和生產(chǎn)各種不同型號(hào)的地質(zhì)雷達(dá)產(chǎn)品。80年代全數(shù)字化的地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)問世，解決了大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問題，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理的能力，為數(shù)

22、據(jù)的深層次后處理帶來方便，應(yīng)用領(lǐng)域得以向縱身拓展。1904年，德國人Hulsmeyer首次將電磁波信號(hào)應(yīng)用于地下金屬體的探測(cè)。1910年，德國人Leimback和Lowy用埋設(shè)在一組鉆孔里的偶極子天線探測(cè)地下相對(duì)高的導(dǎo)電性質(zhì)的區(qū)域，并正式提出了地質(zhì)雷達(dá)的概念。1926年，德國人Hulsenbeck第一個(gè)提出應(yīng)用脈沖技術(shù)確定地下結(jié)構(gòu)的思路。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，直到1970年代，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)才重新得到人們的重視，同時(shí)美國阿波羅登月計(jì)劃中月球表面探測(cè)實(shí)驗(yàn)的需要，加速了地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展。鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（二）地質(zhì)雷達(dá)在國內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用1970年代中期，由煤

23、炭科學(xué)研究總院重慶分院高克德教授為首的地質(zhì)雷達(dá)專題小組，針對(duì)煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)研制開發(fā)出了一套探地雷達(dá)系列產(chǎn)品KDL系列礦井防爆雷達(dá)儀，開創(chuàng)了我國自主研制地質(zhì)雷達(dá)的先河。1980年代末90年代初，國內(nèi)不少高校和科研單位開展過地下目標(biāo)探測(cè)方面的工作。電子工業(yè)部第二十二所（中國電波傳播研究所青島分所）研制出LTD系列地質(zhì)雷達(dá)，配有不同頻率天線及分析軟件，用于混凝土結(jié)構(gòu)、路面、工程場地等各種測(cè)量。工程勘察考古調(diào)查管線探測(cè)質(zhì)量檢測(cè)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)入21世紀(jì)以后，地質(zhì)雷達(dá)逐漸的向更多的領(lǐng)域拓展，在礦產(chǎn)調(diào)查、考古、地質(zhì)勘探、鐵路、公路、水文、農(nóng)業(yè)、環(huán)境工程、土木工程、市政設(shè)施維護(hù)以及刑事勘察等各

24、領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用，用以解決地質(zhì)構(gòu)造、場地勘察、線路選擇、工程質(zhì)量檢測(cè)、病害診斷、超前預(yù)報(bào)、垃圾填埋場環(huán)境污染研究等問題。（三）地質(zhì)雷達(dá)在鐵路系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用1982年，鐵道部第三設(shè)計(jì)院從美國GSSI公司引進(jìn)了我國第一臺(tái)SIR-8型地質(zhì)雷達(dá)，采用模擬線路，沒有資料分析軟件；1990年，引入第一臺(tái)SIR-10型數(shù)字化地質(zhì)雷達(dá)，并于1992年應(yīng)用在隧道超前預(yù)報(bào)中，隨之地質(zhì)雷達(dá)逐步進(jìn)入了鐵路隧道襯砌、路基、支擋工程及樁基質(zhì)量檢測(cè)等范圍。隧道超前預(yù)報(bào)采用地震、雷達(dá)探測(cè)與地質(zhì)研究相結(jié)合的辦法。地震反射預(yù)報(bào)掌子面前100m左右，地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)20-30m范圍內(nèi)。01隧道襯砌狀態(tài)檢測(cè) 檢測(cè)襯砌厚度、內(nèi)部鋼筋及

25、鋼拱架分布，背后回填密實(shí)狀況等。02路基狀態(tài)檢測(cè)有砟道床厚度、道床臟污，路基富水、下沉及翻漿冒泥等。03鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（四）地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)主要技術(shù)指標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)深度、精度及檢測(cè)速度是隧道狀態(tài)檢查的主要技術(shù)指標(biāo)。深度：襯砌1.5m，道砟至仰拱2.5m。探測(cè)精度：分為垂直分辨率和橫向分辨率。垂直分辨率決定了對(duì)地層厚度、空洞垂向?qū)挾鹊却瓜虺叨鹊牧繙y(cè)精度；橫向分辨率決定了對(duì)空洞縱向長度、仰拱縱向裂損長度等縱向尺度的量測(cè)度。規(guī)程規(guī)定垂直分辨率應(yīng)高于2cm。檢測(cè)速度：人工接觸式（成熟）、隧道狀態(tài)檢查車（非接觸式），測(cè)線數(shù)量。鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)人工手持地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)鐵路隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（五）非接觸式地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)非接觸式檢測(cè)（30cm以內(nèi)）：可發(fā)現(xiàn)襯砌異常，但非接觸式檢測(cè)反射圖像顯示的異常信號(hào)與接觸式測(cè)量的信號(hào)相比有所減弱，直觀可識(shí)別程度有所降低，少數(shù)病害會(huì)被遺漏。但可有效避開襯砌表面凹凸不平、照明纜線、接觸網(wǎng)腕臂等障礙物，因此實(shí)際工程中采用非接觸式檢測(cè)是可行的。隧道狀態(tài)檢查車：在滿足檢測(cè)精度要求的前提下，對(duì)檢測(cè)速度目標(biāo)的設(shè)定，既要有所突破，又要考慮各種制約因素。隧道現(xiàn)場存在各種影響檢測(cè)速度的制約因素，如電氣化隧