叠顶山隧道检测方案.docx

采用地质雷达法检测隧道初支质量无损检测。具体检测方法如下：1、检测方法1 .K隧道1.1.1、 初支无损检测采用地质雷达法对隧道进行无损检测，检测重点为短小隧道和长大隧道的软弱围岩段, 即设计围岩级别为IV级及以上。检测目的如下：(1)仰拱及仰拱填充层厚度、仰拱基底处理及填充情况；(2)初支与围岩间是否存在脱空、空洞及不密实；2)测线布置对拱顶、拱腰、边墙和仰拱四大部位进行检测，拱顶布置测线一条，左右拱腰各布置测 线一条，左右边墙各布置测线一条，隧道仰拱那么需要布置左右两条测线，共布置七条测线, 准确地说，拱腰测线应布置在起拱线1m范围内，边墙测线应在边墙的中部和墙脚1m范围内 各布置1条测线。3)仪器设备及检测方法采用美国GISS系列SIR-3000型探地雷达以及900MHz> 400MHz天线：检测边墙和仰 拱时采用400M天线，检测拱腰和拱顶时采用900M天线。在检测前，先用油漆标出测线位 置，并每隔5米标出里程标记，在检测边墙及仰拱时，采用人工托举雷达天线沿测线缓慢移 动；检测顶部和腰部时，检测人员站立于施工用台车上，系好平安绳防护后，由有经验的装 载机驾驶人员缓慢行进。图2 SIR3000型雷达主机以及900MHz> 400MHz天线4）地质雷达法检测隧道初支原理及质量判定（1）地质雷达法原理地质雷达是一种宽频带高频电磁波探测介质分布的非破坏性的探测仪器，它是通过一对 天线的连续拖动的方式获得断面的扫描图像，由发射天线T向地下介质中发射一定主频的 电磁脉冲波，电磁脉冲波在地层介质中传播时，遇到地下介质中的物性介面（主要指电阻率 和介电常数的差异分界面）时，发生波的反射和透射；被反射的电磁波传回地面，被接收天 线R所接收，电脑和仪器控制并接收从接收天线经电路和光缆传回的地下反射回波信息， 在电脑中存储每一测点上波形序列的振幅及波的旅行时间，沿测线等间隔移动天线，在每一 观测点上可获得一个波形序列，对于整条测线就可形成一条雷达剖面（如图3所示）。图3地质雷达测量系统探测原理图由于不同的介质不仅会引起电磁波的反射，而且还会使电磁波发生衰减和相位等特征的 变化，铁路隧道衬砌为层状结构，均为非磁性介质，各层介质的介电常数有明显的差异，它 们之间能形成良好的电磁反射界面。当结构层发生破损（如出现空洞、裂隙、脱空等），在 雷达资料中便会出现明显的特征反射，如脱空时将产生夹层反射，空洞会产生绕射等，当结构层因透水性问题而使某层含水量增大，或同现软弱夹层时，介电常数将明显增大，在资料 中就可以得到高含水性的反射，因此在铁路隧道衬砌结构层划分、病害检测、隐患调查中具 有良好的检测效果。（2）质量判定通过对雷达图像的处理，使得探测目标体的信号反映更加明显，以帮助我们判读混凝土 内部的异常位置及形态。其主要应用如下数据处理的程序来进行雷达资料的解译：原始数据 读取一简单图面分析一零点校正一数据滤波与背景场剔除一道平均、调整增益突出同相轴一 验证深度求取波速一根据图像划分缺陷及钢筋位置一根据图像推算出混凝土层厚度。a）二衬混凝土不密实普通混凝土的雷达反射波形特征和混凝土的密实程度有关:密实度好的混凝土反射波衰 减速度基本一致，在图像上会显示出同相轴基本连续的特征，反之，密实度差的混凝土，在 图像上会显示出同相轴不连续的特征（具体如图4所示）。tt， i:>>i itiai' i>«ai twiri.ui i:»>(u<«图4b）脱空及空洞由于空气喷射混凝土、围岩之间的介电常数差异更为明显，故当 二衬与初支间存在脱空、初支与围岩间存在脱空时，地质雷达反射波波形畸变会 因不同介质的电性差异而更加明显（具体如图6所示）。图6c）初支混凝土厚度对于计算厚度而言重要的是介电常数确实定，现行的文献里和实际情况都 是在同一检测题厚度的混凝土上进行标定。但据我们理解即使同一隧道，不 同里程段它的混凝土配合比不同、强度不同、并且因围岩参数不一样有的衬砌是 素混凝土有的是钢筋混凝土，故对介电常数或者说是厚度确实定而言，其实有一 定误差的，但通过在不同地区不同线路多座隧道的检测结果及破检验证来看，其 误差在±2cm,对厚度判断的准确率到达90%o图7a图7b图7d图7c