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如何使用地质雷达法对混凝土衬砌厚度检测?
更新时间:2022-05-12 08:53
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地质雷达技术应用于隧道检测工程,特别是在判断衬砌厚度方面具有一定的科学性和准确性, 并且具有快速、高效、无损等优点。

地质雷达法可检测混凝土衬砌厚度的变化,衬砌内部钢拱架和钢筋的分布。可以用在地质勘察,管线探测,混凝土检测,路面公路检测等等。

小编以一实例详细介绍地质雷达检测法。

【案例】

某建设项目隧道施工监控量测项目涉及四座隧道。四座隧道均属侵蚀剥蚀低山丘陵区,隧道穿越低山丘陵 区, 地形起伏较大。隧道东线出口段K79+816~K82+8163000m隧道穿越地段围岩类别变化频繁,地质结构复杂、通风排烟困难、岩爆频繁。

为保证工程质量, 采用探地雷达方法对隧道衬砌厚度进行检测。

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检测目的

由于隧道施工本身的特点,隧道的初衬和岩石层之间、初衬和二衬之间,如果施工控制不当,容易出现衬砌厚度不均匀,因此其主要目的是检查初衬和二衬的衬砌厚度是否符合设计要求。

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检测依据

1)铁路隧道工程质量检验评定标准,TB10417-98;

2)铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范,TB10210-97;

3)混凝土结构工程质量验收规范,GB50204-2002。

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仪器设备

探地雷达由一体化主机、天线及相关配件组成。

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检测流程

01混凝土衬砌条件检查

检查支护变形是否会造成衬砌混凝土厚度不足。在衬砌混凝土浇注之前,应对隧道实际轮廓进行检测。有侵入衬砌断面的,应在浇注前进行处理,以保证衬砌混凝土厚度。

02天线选型

下图为地质雷达天线参数

针对本次隧道衬砌检测的具体情况,主要从分辨率、穿透力和稳定性三个方面综合衡量,我们选择了500MHz 。500MHz天线分辨率较高,能够发现二衬间存在的缺陷,确定二衬厚度。

03记录参数的确定

在选定测量天线后,进行了记录参数选取试验。根据现场调试分析结果,确定主要参数如下:

a)车辆行驶速度控制在5km/h 左右;

b)每道(即每个地面采样点)包括512 个时间采样点;

c)500M 天线的时间窗(记录长度)为50ns;

d)采用9 点分段增益,由浅至深线性增益;

e)采用连续检测方式,每隔5米打一个标记,每50 米打双标。

注:在实际测量中,车速要尽量匀速,桩号设置一定要清晰、准确。

04检测测线布置

n每条隧道沿隧道圆周均匀布置5条测线(如图)

05现场数据采集

根据实验情况,选好工作参数后,进行连续观测,每1m作一雷达识别标记,依次完成5条测线的数据采集工作。

06处理数据处理和分析

地质雷达数据处理的目的是压制随机和规则干扰,以最大可能的分辨率在雷达图像剖面上显示反波,并提取反射波的各种有关信息。

注意:由于探测精度与所取的波速有关,因此需要在现场测取足够点数的雷达波来测取波速,可将衬砌厚度误差限定在2 cm ~ 4 cm范围内。

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工程施工质量评价

经过对雷达剖面显示异常(包括幅度和相位的变化)的细致分析,对检测隧道的衬砌施工质量得到如下结论:

(1)二衬的衬砌厚度基本能达到设计要求;

(2)初衬与岩石面之间未发现大的缺陷。

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注意事项

地质雷达法在隧道衬砌工程质量检测中,首先要根据实际情况选好工作参数、设备、布设测线,其次要选取合理的处理模块,做好干扰波去除,即可获得满意的检测效果。

在做初衬检测时,由于隧道表面凸凹不平,地面也不平整,给雷达检测造成很大困难,此时要注意观察天线是否离开隧道表面,或突然移动到另外的地方,并在天线工作不正常处打标记样就不会产生误判。

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