隧道地质雷达实测数据处理与判释

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1、地质雷达隧道衬砌检测实测数据处理与判释马为功高级工程师--------------------------------------------中铁科学研究院西北分院工程检测试验中心硕士研究生（桥梁与隧道工程专业隧道方向）手机：18193159172E-mail:370523730@qq.com中铁科学研究院2018-05-20汇报提纲一、隧道衬砌无损检测简介二、隧道衬砌背后缺陷原因分析三、隧道衬砌检测判识标准四、现场实测分析五、隧道衬砌检测缺陷验证及处理六、相关建议一、隧道衬砌无损检测简介隧道二衬无损检测采用地质雷达法，地质雷达是采用无线电波检测地下介质分布或对不可见目标体（或

2、地下界面）进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。其工作原理为：高频电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射，经目标体反射或透射，被接受天线所接收。拱腰测线偏下，应该再偏上一些测线布置示意图现场检测照片钢筋钢筋钢筋雷达显示钢筋图像雷达显示钢筋图像单层钢筋雷达示意双层钢筋雷达示意常见材料的相关介电常数表电磁波波速电磁波波速物质介电常数物质介电常数（mm/ns）（mm/ns）空气1300土壤（干）3-5130-180土壤（含水水81334-4050-15020%）干砂3-6120-170沥青3-5134-173湿砂25-3055-60玄武岩4150湿粉砂1095花岗岩5-81

3、06-120干黏土3173石灰岩7-9100-113湿粘土8-1586-110水泥混凝土6-855-112橡胶3173沥青混凝土4-6110-150冰3.2167正演模型子波叠加依据振幅、主波峰及相位，同时考虑子波叠加等效果，结合设计文件，综合推断确定异常体性质隧道模型雷达图像二衬钢筋混凝土隧道检测要点：1、具有适宜的钢筋保护层厚度；2、检测行走速度宜慢不宜快；3、调增益时增益点数设多一点（不易超过5个）；4、尽量压缩入射波波幅，同时压缩钢筋位置反射波波幅，目的减少钢筋反射波产生的多次反射；5、二衬厚度较为均匀，变化不大。6、尽量增大钢拱架位置增益值，放大钢拱架反射波。7、反复

4、多次调增益并测试，选用较理想增益值。钢拱架8、测试数据突变或异常时，保存测试信号数据，并重新调整增益。9、尝试采用反卷积及滤波工具使得钢拱架信号更清楚。以上操作产生的弊端：隧道两层钢筋检测图像1、增益点增多，具体设置不易把控，容易引起人为假缺陷，人为分层。二、隧道衬砌背后缺陷原因分析（1）光面爆破效果是造成隧道二衬背后脱空的重要因素。对于初支不设钢架，无论是否设计有初喷工序，光爆效果不好，由于防水板硬度的原因很难使得防水板与岩面密贴。（2）因初支钢架间初喷混凝土欠缺，使得初支表面不平整，造成起伏现象，同时防水板铺设松弛度难以掌握或固定点数量不足等原因，在防水板与喷砼面之间形成规

5、则的被钢拱架断开的连续小空腔，防水板局部紧绷在防水板与喷砼面之间形成空腔，或铺设松弛度过大形成褶皱，造成二衬背后不密实。（3）难以精确掌握混凝土用量及冲顶时混凝土泵的压力，或者混凝土浇筑过程中未振捣密实和混凝土本身发生收缩和徐变的特性，浇筑完成后混凝土受自重下沉，导致拱部混凝土灌注量不足而形成拱部局部空腔。（4）混凝土浇筑时没有严格落实分层逐窗浇筑工艺，仅利用个别窗口，导致混凝土流动距离过长，由于输送距离过大，压力不足而造成二衬端头处存在空腔。（5）没有严格落实带模注浆工艺，衬砌背后缺陷没有被及时消除。或者注浆材料与二衬混凝土物理特性差异较大，虽然已经注浆，但在检测时地质雷达显

6、示仍然异常。三、隧道衬砌检测判识标准1、检测判识现状表1A检测单位二衬背后缺陷典型描述二衬钢筋施设二衬厚度二衬不密实或背后空洞布置序隧道工监理计单测建设项目标段号名称单单位单线米不合格情长不合格情长长度不合格情况简述位位况简述度况简述度中拱顶：**建铁**二线铁**隧**标铁DK**+861.0~DK**+811.1设监*600//无/路道段*72.0二衬与初支之间0m理院局不密贴表1为铁路总公司质监总站带队A检测单位描述在拱顶部位二衬与初支之间纵向长度11.0m范围内不密贴，这种不密贴到底是由一个联通的较薄的空腔引起的还是由密集的多个的相对封闭的小的空腔引起的，或者是有一个大

7、的空洞（由于空腔厚度较高引起二衬厚度不足），这是问题的关键。表2B检测单位二衬背后缺陷典型描述二衬不密实或背二衬钢筋布设单二衬厚度后空洞置序建设隧道施工监理计测标段号项目名称单位单位单线不合格情不合格不合格情长位米长度长度况简述情况简述况简述度**建铁拱顶：*****标中铁*1**隧道设监*800无/DK**+0594无/客专段局理院-063表2同样为铁路总公司质监总站带队的B检测单位对左拱腰纵向长度4.0m范围内缺陷的描述，也无法准确确定缺陷的严重性。两个表都是检测发现隧道衬砌背后缺陷的描