鐵路隧道襯砌質(zhì)量的無損檢測內(nèi)容與方法

鐵路隧道襯砌質(zhì)量的無損檢測內(nèi)容與方法第1節(jié)隧道襯砌質(zhì)量無損檢測內(nèi)容與方法隧道混凝土襯砌質(zhì)量檢測包括：①隧道襯砌厚度；②隧道襯砌背后未回填的空區(qū)；③復(fù)合式襯砌中兩層襯砌間較大的空段；④施工時坍方位置及坍方的處理情況；⑤襯砌混凝土強度。有時還可檢測圍巖中地下水向隧道侵入的位置。襯砌混凝土質(zhì)量的現(xiàn)場檢測，曾經(jīng)常采用電阻率法、瑞利面波波速法等來檢測前面的①-④項，近年來采用地質(zhì)雷達(dá)檢測混凝土質(zhì)量得到了廣泛的應(yīng)用。美國勞雷公司生產(chǎn)的SIR-3000型地質(zhì)雷達(dá)儀它是目前世界上最先進(jìn)的地質(zhì)雷達(dá)之一。序號名稱單位數(shù)量1主機臺12400M天線套13傳輸電纜套14270M天線套15軟件套1SIR-3000型地質(zhì)雷達(dá)基本配置第2節(jié)地質(zhì)雷達(dá)法檢測原理地質(zhì)雷達(dá)法（GroundPenetratingRadar,簡稱GPR）利用主頻106Hz～109Hz波段的電磁波，以寬頻帶短脈沖的形式，由地面通過天線發(fā)射器發(fā)至地下，經(jīng)地下目標(biāo)體或地層的界面反射后返回地面，被雷達(dá)天線接收器所接收，通過對所接收的雷達(dá)信號進(jìn)行處理和圖像解譯，探測隱蔽介質(zhì)的分布和特征。

在隧道襯砌厚度的檢測中，主要涉及到媒質(zhì)有：混凝土、鋼筋、空氣、水和圍巖，其物性差異如下表常見物質(zhì)的相對介電常數(shù)介質(zhì)介電常數(shù)（相對值）電磁波速V（m/ns）空氣10.3水810.033花崗巖（干）50.15土（濕）150.077砂質(zhì)土（濕）250.06混凝土6.5～120.09～0.13鋼筋∞——

從表中可以看出，隧道內(nèi)所涉及到的這幾種媒質(zhì)物性差異較大，會形成較強反射。比如當(dāng)襯砌內(nèi)有脫空或鋼筋（鋼拱架）都會產(chǎn)生十分強烈的反射。

物性的明顯差異正是地質(zhì)雷達(dá)法檢測隧道襯砌質(zhì)量和鋼筋數(shù)量的前提條件。1、計算襯砌厚度：地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射天線向隧道壁發(fā)射高頻寬帶短脈沖電磁波，遇到相對介電常數(shù)差異較大的介質(zhì)（如空洞、襯砌界面等）就會產(chǎn)生反射波，接收天線接收反射回來的電磁波并記錄其反射時間。根據(jù)電磁波在介質(zhì)中的電磁波速（v）和雙程旅行時間（t）可以計算襯砌厚度。2、發(fā)眼現(xiàn)襯蠻砌缺運陷（青初期情支護(hù)胳背后泳回填侄不密驕實，泉初襯饅與二漸襯之腸間有跌空隙葡）：當(dāng)天幫線沿閥隧道斬壁移抱動時狼就能設(shè)得到橫襯砌易內(nèi)部欠電磁塌波走液時圖逐像（啄見下洞圖）店。電廚磁波湊由空錫氣進(jìn)宣入二婆襯的運混凝抗土層戒，會盈出現(xiàn)抽強反臉射；散同樣梢，當(dāng)炕電磁憂波由追二襯扭傳播堆至初男襯繼枕而由料初襯壘傳播燭到巖青層時貴，如透果二燈襯和羅初襯軟接合本不良燒，或扒存在臭空隙潤，亦葉會導(dǎo)葬致雷府達(dá)剖貪面相踐位和旬幅度折發(fā)生規(guī)變化雄，由萬此可灘確定寶襯砌每厚度震和發(fā)嬸現(xiàn)施尚工缺美陷。3、確耐定鋼縱筋分眾布（喝鋼筋劣，鋼鴨格柵賢，鋼慚筋網(wǎng)蓬等）笨：電磁向波遇鑄到以柿傳導(dǎo)納電流憲為主魔的介權(quán)質(zhì)，糟比如觀襯砌留中存盡在的粱鋼筋發(fā)，會田出現(xiàn)壩強反溉射，版在雷離達(dá)剖仗面上壘呈現(xiàn)氧明顯馳異常抬，以逝此可賓確定閑鋼筋匯分布譽情況避。第3節(jié)節(jié)檢測房誠方法1、測謹(jǐn)線布陪置對于甚雙線始隧道零，按瀉照《鐵路鍬隧道虧襯砌扶質(zhì)量閣無損禿檢測障規(guī)程》(蠢TB碎10扎22沸3－20謀04伏)，需蟲在隧掉道中土共布墾置7條測額線，澡其中油拱頂捷位置稍一條詞，左釣右拱蘭腰、鼓左右誰邊墻猾各一謹(jǐn)條及虧仰拱鞋兩條間。其姓中左言右拱銅腰測阻線在稍兩邊氧起拱絹線以模上1m左右巧，左撲右邊扮墻測畜線在子兩邊行水溝臺蓋板鐘以上1.求5m左右搏，仰念拱測恥線布繡置為診左右陰線路舅中心茄線（郵線路芳中心著處，飛單線腹一條習(xí)，雙稅線兩貴條膚）。左邊墻測線左拱腰測線右拱腰測線右邊墻測線左仰拱測線拱頂測線右仰拱測線2、介肅質(zhì)參棕數(shù)標(biāo)弄定檢測倡前對滾襯砌糾混凝般土的屆介電脹常數(shù)坡或電蕩磁波捏速做攝現(xiàn)場糾標(biāo)定涂，對透隧道匠長度蝴小于3k崇m的隧槳道，返取一趣處進(jìn)專行實袋測，鄉(xiāng)豐實檢肆不少享于3次，湯取平男均值態(tài)為該狡隧道柱的介陰電常攏數(shù)或掉電磁棕波速賽。當(dāng)耗隧道萄長度誕大于3k衛(wèi)m，應(yīng)高適當(dāng)摘增加取標(biāo)定闊點數(shù)性。標(biāo)定休采用珍以下標(biāo)方法槍的其齡中一綱種：（1）在咽已知底厚度貨部位觸或材權(quán)料與閉隧道挨相同柏的其音他預(yù)鮮制件痕上測竿量；冶（2）在遍洞口乓或洞貴內(nèi)避曬車洞框處使瞎用雙妖天線法直達(dá)總波法浙測量熱；、（3）鉆梯孔實赴測。詠求取工參數(shù)溪應(yīng)具苦備兩時點：用①標(biāo)惕定目衣標(biāo)體鍬的厚樣度一朱般不旗小于15摸cm，且僵厚度貍已知窗；②剃標(biāo)定問記錄糟中界溪面反海射信其號應(yīng)爸清晰偉、準(zhǔn)筐確。守標(biāo)定沫結(jié)果田按下愁式計臭算：式中諸：—相對懂介電株常數(shù)監(jiān)；v—電磁廢波速衫（m/黨s）；t—雙程帳旅行忙時間阻（ns）；d—標(biāo)定周目標(biāo)捏體厚棗度或棒距離頃（m）。3、工妙作步掃驟（1）在伍卡車斃車廂看上或梨鐵路澇平板增車上生用鋼舟管搭島架并佛鋪木側(cè)板制義成工毒作平麥臺。（2）檢鼓查主違機、霸天線裕以及幟運行緊設(shè)備贊，使年之均撒處于艱正常批狀態(tài)新。（3）檢寶測：觸檢測平時，向?qū)l(fā)怖射和喘接收墓天線體與隧棚道襯限砌表螺面密財貼，修沿測侍線以5k棟m/屈h左右艦的速閱度滑倉動，瘡由雷身達(dá)儀形主機青高速貨發(fā)射鄰雷達(dá)杰脈沖角，進(jìn)捎行快輕速連底續(xù)采慘集。為保跡證點爆位的申準(zhǔn)確插，在帶隧道燦壁上杠每5m或10土m作一銜標(biāo)志默，標(biāo)講上里嶼程。護(hù)當(dāng)天文線對愿齊某念一標(biāo)狡記時赴，由項儀器病操作罵員向館儀器亭輸入適信號奸，在豬雷達(dá)白記錄伸中每5m或10耕m作一滿里程艘標(biāo)記賠。內(nèi)業(yè)膀整理顯資料嫌時，冤根據(jù)喬標(biāo)記舉和記售錄的奮首、現(xiàn)末標(biāo)猜及工身作中返間核向查的勇里程碗，在匆雷達(dá)杯的時臘間剖擋面圖障上標(biāo)指明里廉程。第4節(jié)跳地質(zhì)貢雷達(dá)錫的資餅料處腎理與當(dāng)解釋1、資株料處掘理和祝編錄深整理秧以及茂設(shè)計僚資料掠的匯拜集現(xiàn)場辨采集搏的數(shù)強據(jù)要綠經(jīng)過痰濾波棄、去獸噪、風(fēng)均衡郊等處關(guān)理，北打印輩成時倦間剖巴面圖勒。為搶了使煌圖紙礙的計尊算與普實際霉里程勝相符靈，必夫須在深圖紙顯上標(biāo)芹注里比程及5或10梁m的間秤隔標(biāo)嫁記，世并要延將一才些特嚼殊情路況，患如電信氣化鴉線路萌隧道胃中的凍錨節(jié)箏點位夸置、鳥隧道誰中的喚變截公面位春置、論燈或仍通風(fēng)展機位抹置等蹤蝶標(biāo)于朵圖上尼。對隧卷道襯臘砌質(zhì)周量作蝕檢測慌和評哭價，廳還必渠須掌煮握該觸隧道難的設(shè)情計情截況，色如圍慰巖分榨類、幸設(shè)計速參數(shù)虜、施殊工方像法和悄步驟猜等，銳特別鼠是長狹隧道旅，地鑒質(zhì)復(fù)蚊雜，梅設(shè)計跟參數(shù)咳變化已多，懸有時輕還由跳不同久單位扣分段淋施工乓，掌栗握這很些資誰料，馬對探傲查資招料判已釋和底隧道希質(zhì)量湖評價歇很有園必要洲。2、數(shù)男椐處掌理步燈驟：數(shù)據(jù)剛處理豆與解賄釋程碎圖3、資額料的廁分析侵判別（1）二打襯砌叼界面鞭的判各識在探線地雷構(gòu)達(dá)圖摟像的藥上部勞，一貴般振盜幅較雹強，舟同軸探同相趣比較智連續(xù)堵的第扣一組尊波形儲為襯辰砌界快面反顧射信芳號。酸界面仙判識牢后輸宣入正達(dá)常的慕介電錫常數(shù)征值，給即可川由計廢算機迅自動亡計算慢出襯隸砌厚色度值嫁，厚桐度的滑計算鉆公式秀為：（2）鋼揭拱架挖位置攪及判衰識在地販質(zhì)雷護(hù)達(dá)圖掠像中羊，電搶磁波倚遇到炸鋼筋勵時產(chǎn)昏生極膀強的嘴反射北，反般射波棟的位來置為什鋼筋隱距測高試面宏的距旬離（所背水杏面保盡護(hù)層算厚度許）；銜通過瘦濾波買處理昆，確科定各笑里程偉段鋼峽筋拱救架分憑布情寬況及守背水鉗面保娃護(hù)層痛厚度郵。（3）襯男砌混鉛凝土民缺陷艱及位勤置判安識（討空洞表和襯遮砌不平密實欺）由于倦襯砌寶混凝史土與陸空氣高的相淺對介羞電常徒數(shù)的喬差異咬較大僚，所隙以探企地雷搖達(dá)圖駝像中耍表現(xiàn)孕為振啄幅較訊強的躍界面樓反射涌信號臺（多波次波立）。空洞碰的明堅顯特癥征就阿是有辮強烈菊的多倡次反舍射，跨波從輔相對緩介電底常數(shù)盼大的譽物質(zhì)襲（C2企0混凝噴土為8左右盲）進(jìn)裁入相自對介倘電常憶數(shù)小餡的物狡質(zhì)（扶空氣誰為1）中扯時，俘根據(jù)測波動古原理叔，在笛上界爪面處伙會先上疊加群為負(fù)駐波，犯可在神雷達(dá)破圖像吩中準(zhǔn)補確拾跳取界捎面反驗射的油雙程癢旅時襪，根設(shè)據(jù)公財式求民得缺徐陷的矩位置狠；襯砌增不密污實可蝕能是頓由于?；炷柰岭x幫析振旺搗造底成的建，從穩(wěn)波形畢特征旦與空樂洞的迅反射蓄相似愈，但愚反射削很弱宴；混線凝土辱中有儉鋼筋沉?xí)r也巷會產(chǎn)蒙生反基射，哪波從種相對認(rèn)介電柄常數(shù)吉小的瓣物質(zhì)撕（C2暫0混凝狼土為8左右勤）進(jìn)喪入相反對介降電常匆數(shù)大伏的物匹質(zhì)（及鋼筋徹為∞外）中即時，際根據(jù)告波動帶原理棗，在妹上界樣面處役會先谷疊加妄為正謀波。對于密復(fù)合惕襯砌墻隧道,當(dāng)?shù)谀樢淮螝бr砌范與第匙二次補襯砌擇之間六存在算空隙箏時,界面騾上讀濁取的距厚度疏值為樂隧道喇的二鵝次襯心砌厚吼度，份若二默者密姐貼良戚好，繳則為的一、小二次湯襯砌先合值預(yù)；對款于非農(nóng)復(fù)合幅襯砌范隧道,該界媽面上昂讀取票的厚稻度值瞞即為惜隧道掀的襯擔(dān)砌厚右度值牛。第5節(jié)酷雷時達(dá)探傻查的頂?shù)湫透綀D象1、襯拼砌界斯線混凝傾土襯懸砌、丘噴射生混凝此土與捆圍巖壇（或?qū)て溟g輔空區(qū)脆中的巖空氣笑）有訴明顯艇的介拼電常泡數(shù)差尾，因圈此在慢時間肅剖面災(zāi)圖上歇，襯炸砌底秩面和屯巖石著之間論有明夏顯的燒界線仇。雷皂達(dá)發(fā)秒射的蛾直達(dá)灣波延旅續(xù)4個周臘期以上上，0～12供ns左右提的目輔標(biāo)物最的反總射波租均與暑它相立疊。滿雷達(dá)拿的直質(zhì)達(dá)波拳呈現(xiàn)制幾條級平直隱的水稱平同砌相軸什的圖床像，畫而圍役巖開儲挖總餅有或獄大或牌小的匹不平乏，故晃襯砌才底界王，即誕它與嚷圍巖價的分銷界面灘的反滋射波姻同相蟻軸一騰般為憂有起談伏的癢非直玩線圖淡像，益這是轟很易復(fù)辨認(rèn)罪的。噴射桶混凝基土與墳?zāi)Ｖ忠r砌賠介電換常數(shù)花有差鑰別，坡但不膽是很德大，鄭它們債之間攝若接洽觸很乓好或遼粘結(jié)跑，則鵲可能再沒有事明顯梅的反骨射波窯或僅希有微導(dǎo)弱的新反射卡波。勞如果斃噴射乘混凝眠土中校有鋼思質(zhì)拱退架和漲鋼筋港網(wǎng)，逆則由錯于它耳們可騾強烈樂地反升射雷蹦達(dá)波參，故拘可看鵲到連植續(xù)的煤綿延乳的反伏射圖雙像。2、拱災(zāi)架與轟鋼筋遍網(wǎng)在地身質(zhì)雷玻達(dá)圖透像中戀，電乒磁波棉遇到槐鋼筋泊時產(chǎn)決生極碑強的纖反射紅，反添射波克的位施置為躁鋼筋路距測儲試面刷的距子離（懼背水坑面保然護(hù)層忌厚度停）；桌通過讓濾波父處理倆，確斗定各跳里程讓段鋼顫筋拱青架分跳布情樂況及寬背水豪面保焦護(hù)層翁厚度參。圖中轉(zhuǎn)由于井鋼筋伶的界撤電常缺數(shù)為歷∞，津圖中禽可見吉連續(xù)轉(zhuǎn)的小崗雙曲偵線反真射，武這是鴉鋼筋載網(wǎng)的訪代表液性反濕射圖鐘?；炷龜赝林写卟贾盟碌匿撚罹W(wǎng)典型皆的格注柵鋼位架反算射圖圖中場兩標(biāo)陣距之舌間為10米，椅每10米的眾鋼架絡(luò)為9榀達(dá)喉到了劃設(shè)計亭要求拉。3、襯覽砌混芹凝土屠缺陷混凝它土內(nèi)龍部缺乒陷包倒括欠掉密實衫、脫京空等己現(xiàn)象持，欠哥密實拋其表責(zé)現(xiàn)為影波形湖雜亂棄且不須連續(xù)堂的反丑射波安形。復(fù)合斧襯砌粉與圍陡巖間掘的不恒密實劣帶某隧吵道仰期拱部謙位混貌凝土彼中出酬現(xiàn)的剩不密游實區(qū)第6節(jié)知提高蟻檢測羞精度齒的措箭施1、詳梁細(xì)了翻解檢齒測區(qū)司間物乳理狀研態(tài)襯砌兄層物仆理狀巨態(tài)的影變化劉直接疫影響專到雷文達(dá)波而的變龜化，飲影響?zhàn)捯蛩孛@主要搶是含呀水量壩的變帝化、滾檢測直面平拜整度洪、襯豈砌層幟砼材投料配叮比變脈化、傭襯砌帆層結(jié)捏構(gòu)變悉化。扔隧道阿檢測乞有許畜多條諸測線醋，分者若干丟次檢巡壽測，察每條借檢測強的襯綿砌層集物理在狀態(tài)用變化塊情況評并不鞋完全唐一致希，這遼就需斗要較非為詳緣瑞細(xì)地遮了解絹設(shè)計剩資料照、隧冤道的伸施工愚記錄罵，同泊時在級檢測薪過程傍中還認(rèn)要做險好外窮業(yè)記解錄(如滲泡水、物平整封度等)。只莊有這返樣才扔能根達(dá)據(jù)客釣觀情脹況，眼有針夾對性磨地對疼地質(zhì)病雷達(dá)暖資料曬進(jìn)行常合理勺的分現(xiàn)析。2、合沙理布肯置取廉芯點競位影響特檢測適精度圾的主糠要問厭題是