隧道衬砌质量检测
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×××××××高速公路××××段隧道施工质量检测方案单位名称2014年11月目录1、检测内容..........................................2、检测依据..........................................3、检测项目及频率....................................4、检测方法及仪器....................................5、检测程序..........................................6、检测管理制度...................................... 附件:检测资质简介..................................1、检测内容(1)初支检测:钢架间距、数量;初支背后空洞。
(2)二次衬砌检测:二衬厚度、背后回填密实度和内部缺陷。
2、检测依据(1)《公路工程竣(交)工验收办法》交通部2010年第六十五号令;(2)中华人民共和国交通部颁发《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004);(3)《公路隧道施工技术规范》JTG F60—2009;(4)《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98;(5)及其它国家颁布、国家部门颁布、地方颁布的有关规范和规章;(6)工程设计图纸文件等。
3、检测项目及频率根据《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)对隧道工程洞身开挖、喷射混凝土支护、锚杆支护、混凝土衬砌和钢支撑各项目的基本要求和实测项目规定,拟定隧道工程施工质量检测项目和频率。
详细的检测项目和检测频率见下表1。
隧道工程施工质量检测项目和频率表13 检测方法及仪器(1)喷射混凝土、二次衬砌密实度和背后空洞探测采用地质雷达对喷射混凝土内部缺陷和背后空洞进行探测。
隧道工程质量验收的标准有哪些隧道工程是交通基础设施建设中的重要组成部分,其质量直接关系到交通安全和运营效率。
为了确保隧道工程的质量,需要遵循一系列严格的验收标准。
以下将详细介绍隧道工程质量验收的主要标准。
一、隧道工程的总体要求1、隧道的位置、长度、坡度、横断面尺寸等应符合设计要求。
2、隧道的线形应顺畅,不得出现明显的扭曲、突变等情况。
3、隧道的进出口应与周边地形、地貌相协调,排水系统应完善,防止雨水倒灌。
二、隧道衬砌质量验收标准1、衬砌混凝土的强度应符合设计要求,通过现场取样试验进行检测。
2、衬砌的厚度必须满足设计规定,使用无损检测设备或钻孔抽检等方法进行测量。
3、衬砌表面应平整、光洁,不得有蜂窝、麻面、裂缝等缺陷。
4、衬砌的防水性能要良好,不得有渗漏现象。
通过观察、水压试验等方法进行检验。
三、隧道支护结构验收标准1、初期支护的锚杆、锚索的长度、间距、抗拔力等应符合设计要求。
2、钢拱架、格栅拱架的安装位置、间距、连接质量要达标。
3、喷射混凝土的厚度、强度和粘结性能应满足规范。
四、隧道防排水工程验收标准1、防水板的铺设应平整、无破损,焊接质量可靠。
2、止水带、止水条的安装位置准确,固定牢固,接头处理符合要求。
3、排水盲管的布置、坡度和通水性能要符合设计,确保隧道内的积水能够及时排出。
五、隧道通风与照明工程验收标准1、通风设备的型号、数量、安装位置应符合设计,通风效果要达到规定的标准。
2、照明灯具的亮度、均匀度、布置间距等应满足隧道行车安全的要求。
六、隧道监控量测验收标准1、监控量测方案应合理,测点布置、测量频率符合规范。
2、量测数据应准确、完整,对隧道变形、受力等情况的分析和判断应科学合理。
七、隧道附属设施验收标准1、紧急电话、消防设施、安全标识等应齐全、有效。
2、电缆沟、边沟等附属设施的尺寸、位置、坡度等应符合设计。
八、隧道施工资料验收标准1、施工过程中的各种记录、报告应齐全,包括地质勘察资料、施工方案、原材料检验报告、隐蔽工程验收记录等。
混凝土隧道衬砌施工技术及质量控制要点混凝土隧道衬砌施工技术及质量控制要点隧道作为国家基础设施建设的重要组成部分,其质量直接关系到交通运输的安全和畅通。
而混凝土隧道衬砌作为隧道结构的保护层,对隧道的牢固性和耐久性起到至关重要的作用。
本文将深入探讨混凝土隧道衬砌施工技术及质量控制要点,以帮助读者更全面、深刻和灵活地了解这一主题。
一、混凝土材料选择和配合比设计1.1 混凝土材料选择混凝土隧道衬砌常采用普通混凝土或高性能混凝土,具体的选择应根据工程所处环境、承受力要求和耐久性等指标进行综合考虑。
1.2 配合比设计合理的配合比设计是混凝土隧道衬砌质量控制的重要环节。
在设计配合比时,要根据预期的强度、流动性和耐久性要求,充分考虑混凝土的材料性能,确保混凝土的工作性能和耐久性满足设计要求。
二、混凝土搅拌和运输2.1 混凝土搅拌混凝土搅拌要充分均匀,以保证混凝土内部的组成均匀分布。
在搅拌过程中,应避免过长时间的搅拌以防止混凝土的塑性变差。
另外,应注意控制搅拌水的用量,以避免过量使用导致混凝土强度下降。
2.2 混凝土运输混凝土在运输过程中应避免未经允许的停留时间过长,以免混凝土开始凝固导致浇筑质量下降。
应设立合理的运输路线和装车站点,确保混凝土运输的顺畅和安全。
三、混凝土浇筑和振捣3.1 混凝土浇筑混凝土浇筑应尽量采用连续浇筑或分段浇筑的方式,以确保衬砌的一致性和紧密性。
在浇筑过程中,应注重与隧道结构的紧密配合,避免出现空洞和夹杂物。
3.2 混凝土振捣混凝土振捣是为了去除混凝土内部的气泡,提高混凝土的密实性。
在振捣过程中,应控制好振捣时间和振捣力度,避免过度振捣导致混凝土的分层和损坏。
四、混凝土养护4.1 初期养护混凝土浇筑后应及时进行初期养护。
养护时间要根据混凝土配合比、环境温度和湿度等因素来确定。
初期养护的目的是保持混凝土的湿润状态,避免过早脱模和裂缝的产生。
4.2 长期养护除了初期养护外,混凝土隧道衬砌还需要进行长期养护。
隧道衬砌工程的施工要点与质量控制在施工工程中,隧道衬砌是一个非常重要的环节。
隧道衬砌工程一直以来都被认为是工程质量控制的难点之一,因此在进行隧道衬砌工程时,需要严格遵循一定的施工要点,并进行有效的质量控制,以确保工程的安全性和可靠性。
1. 施工前的准备工作在进行隧道衬砌工程之前,首先需要进行充分的准备工作。
这包括对施工现场进行勘测和测量,明确项目的设计要求和施工方案,并进行施工材料的选择和采购。
此外,还需要制定详细的施工计划,并根据该计划进行人员和设备的组织调配。
2. 基础处理在进行隧道衬砌工程之前,需要对基础进行充分的处理。
这包括对基础地质进行勘测和评估,确定基础处理方案,并进行地下水的排泄和处理。
基础处理的目的是为了提供一个稳定的施工基础,以确保后续的衬砌施工能够顺利进行。
3. 衬砌材料的选择与质量控制在进行隧道衬砌工程时,需要选择合适的衬砌材料,并进行有效的质量控制。
首先,需要从施工材料的厂家选择信誉良好的供应商,确保材料的质量符合标准要求。
其次,在材料的采购、储存和使用过程中,需要进行严格的质量检验和记录,以确保材料的质量和使用的合规性。
4. 衬砌形式的选择与施工隧道衬砌可以采用不同的形式,如预制衬砌片、喷射混凝土衬砌等。
在选择衬砌形式时,需要考虑地质条件、隧道结构和施工方法等因素,并根据实际情况选择合适的衬砌形式。
在施工过程中,需要严格按照设计要求进行衬砌施工,确保施工质量和衬砌结构的稳定性。
5. 衬砌施工工艺和技术要求隧道衬砌工程是一个复杂的施工过程,需要严格按照工艺和技术要求进行施工。
在进行衬砌施工时,需要确保施工工艺的合理性和施工过程的可控性。
同时,还要注重施工细节,如衬砌缝隙的控制、混凝土的坍落度控制等,以确保施工质量和衬砌结构的稳定性。
6. 衬砌施工的安全措施隧道衬砌工程的施工过程中存在一定的安全风险,特别是在进行高强度衬砌施工时。
因此,在进行衬砌施工时,需要严格遵守相关的安全规范和操作规程,并采取有效的安全措施,包括临时支撑、安全标志设置、应急救援预案等,以确保施工过程的安全性。
公路隧道衬砌质量无损检测技术规程1范围本标准规定了公路隧道衬砌质量无损检测方法。
本标准适用于山西省境内公路隧道衬砌施工过程、工程验收及运营维护的质量检测。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
JTG F60-2009公路隧道施工技术规范JGJ/T23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程3术语和定义3.1地质雷达法借助空间探测雷达原理,使用仪器向被探测物体(地质体、建筑物等)发射高频电磁波束,通过观测研究反射电磁波的时间滞后及强弱特征,来研究地质体的电磁勘探法。
3.2声波反射法利用激振声波信号,实测加速度或速度响应曲线,依据波动理论进行分析,评价锚杆锚固质量的无损检测方法。
3.3介电常数介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,在相同的原电场中某一介质中的电容率与真空中的电容率的比值即为介电常数。
3.4相对介电常数介质相对于真空的介电常数。
3.5采样率每个采样周期的采样点数。
3.6采样间隔相邻采样点间的采样时间间隔。
3.7时窗信号采集的时间范围。
3.8直达波由信号发射端直接传播到接收端的波。
3.9有效异常检测目标体产生的异常。
3.10干扰异常检测目标体以外的其他因素引起的异常。
3.11二度体具有一定走向,且沿走向方向变化不明显的目标体。
3.12三度体没有明显走向的不规则目标体,是三维空间函数。
3.13锚杆锚固岩体、维护围岩稳定的杆系状结构物。
本标准中所涉及的锚杆均指系统锚杆。
3.14频率域以频率作为变数对振动所进行的研究。
3.15锚固段通过粘结材料或机械装置将锚杆与周围介质锚固的部分。
3.16自由段利用弹性伸长将拉力传递给锚固体,且运行期内能够适应设计范围内的拉力变化以及伸缩和弯曲变形的杆体部分。
3.17锚固密实度锚杆孔中填充粘结物的密实程度,一般用锚杆孔中有效锚固长度占锚杆设计长度的百分比来评价。
公路隧道工程衬砌裂损的病害检测与解决措施摘要:本文分析了公路隧道问题,对公路隧道出现的病害原因进行分析,对这些问题提出了治理措施。
分析这些问题借助地质雷达进行无损性分析。
为治理提供方案,在实际治理中衬砌裂损问题得到了较好处理,提高了公路隧道建设质量和水平。
关键字:公路隧道工程;合众衬砌裂损;措施一、衬砌裂损病害检测(一)渗砌渗漏水检测隧道穿透垭口时,它的埋深深度比较浅,只是在地面的岩石部分,时常岩体出现裂缝。
因此,在具体施工时,需要保障地表能畅通的排水。
这样每当遇到雨季时,不会因为渗漏功能缺失,使得地表覆盖大量的水量。
该检测直接表明在地下隧道,这些地下水的来源主要还是因为地面降水积留导致,每个洞口都需要建设蓄水工程。
在顶洞部位,这些壁面会出现渗漏,尤其是在整个洞口范围内。
一般而言,水泥的混凝土铸成的壁面它一般不会渗漏。
因此,这些水源为地下水提供了水资源。
隧道用的是矿山法进行施工,首先在内部拱起墙体进行修筑,然后沿着墙体建筑其围墙,这样的做法在隧道铸造时,时常运用到。
(二)隧道口病害检测思蒙隧道是位于我国湘黔地区的隧道工程,整个工程的进口里程为K376+270.5,它的出口里程为K376+472。
中心里程的数值为K347+296,整个隧道距离为201.7m。
工程已经竣工,并且已经通车。
检测发现,该工程在145m 至160m地段出现了水平裂纹,这是隧道墙边缘出现的工程质量。
通过仔细观察,这是一道新的痕迹,它是属于轻微裂痕,影响不太大。
相距轨面段标160米的地方,有一处高为1.8米,宽为5到10米的裂缝,该裂缝是一道旧裂缝。
对照该范围进入检测发现,隧道裂缝不断的扩建,漏水非常严重。
在出洞口的地方,有一条垂直的裂纹,宽度高达15mm,外鼓为50mm,缝宽为15mm,这是比较危险的病害。
通过检测发现,随着隧道技术不断提高,隧道使用到的材料,这些材料在实验中发现。
风化泥质一般都包含了砾砂岩,这是一种泥质比较重的材料。
冲击回波声频法用于铁路隧道衬砌质量检测展开全文截至2019 年底,我国大陆有16 084 条全国铁路运营隧道,全长18 041 km;2 950 条在建隧道,全长6 419 km,包括123 条特长隧道,全长1 689 km[1]。
同时,新增运营线路铁路隧道550 座,总长1 005 km;在建铁路隧道3 477 座,总长7 465 km;规划铁路隧道6 327座,总长15 634 km。
由此可见,隧道工程的质量和安全,对铁路运营有非常重要的意义,而隧道衬砌的质量尤为重要,其质量问题多发,主要有衬砌过度变形、裂损、剥落掉块;二次衬砌混凝土厚度不满足设计要求;二次衬砌背后脱空;混凝土不密实、强度不足等[2]。
根据TB 10223—2004《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》、TB 10417—2018《铁路隧道工程施工质量验收标准》规定,隧道衬砌检测方法主要为地质雷达法、敲击法和声波法等。
姜勇等[3]研究表明,地质雷达法和冲击回波法(声波法的一种,Impact Echo)在隧道衬砌质量检测中联合运用效果显著,同时也指出了冲击回波法在隧道衬砌检测中存在的问题,并提出冲击回波声频法(Impact Acoustic Echo)这一新型无损检测方法。
本文对冲击回波法基本原理及存在的问题进行阐述,引出冲击回波声频法的开发背景,并对其理论基础、测试对象和范围、检测实例及运用进行分析,以此验证冲击回波声频法的有效性。
1 冲击回波法基本原理及问题1.1 基本原理冲击回波法是一种针对结构内部缺陷检测的有效手段,由激振装置在固体表面击打产生弹性波(图1),利用此弹性波在被测体中多次反射的特性,通过频谱分析(如快速傅里叶变换、最大熵法等方法)来获取结构厚度、材质和缺陷信息[4](图2)。
图1 冲击回波法检测示意图2 冲击回波法频谱示意由于所采用的媒介为冲击弹性波中P 波成分,根据频谱分析中对应的反射周期可以得到相应的衬砌厚度或缺陷深度为式中:H 为衬砌结构厚度或缺陷深度计算值,m;VP为衬砌中传播P波的波速,km/s,可通过标定得到;T为频谱图上对应的反射时间,s。
隧道衬砌施工质量验收要求一、引言为了确保隧道衬砌施工质量,保障隧道工程的安全和可靠性,现制定《隧道衬砌施工质量验收要求》。
本要求适用于隧道衬砌施工过程中的质量验收,旨在规范施工工艺和质量要求,确保隧道衬砌施工达到相关标准。
二、质量验收的基本原则1.合规性原则:衬砌施工必须符合《隧道设计规范》等相关国家标准和规范。
2.可行性原则:质量验收要求必须符合实际施工的可行性和实用性。
3.严谨性原则:质量验收要求必须细致,确保对施工质量的全面检查和评估。
4.综合性原则:质量验收要求必须涵盖施工各个环节,确保全过程的质量控制。
三、施工过程质量要求1.材料选用(1)隧道衬砌所用材料必须符合国家标准,并经过厂家提供的合格证明。
(2)衬砌材料的搭配和配比必须合理,保证相互协调,达到设计要求。
2.衬砌结构施工(1)衬砌结构的施工必须按照设计方案进行,保持结构的连续性和稳定性。
(2)施工过程中需要进行定期检查和记录,确保施工进度和质量。
3.填充料施工(1)填充料的选用必须符合设计要求,保证填充层的强度和稳定性。
(2)填充料施工过程中必须进行密实度和承载力等关键指标的检测,确保施工质量。
四、质量验收的方法1.现场验收(1)施工方必须提供施工过程中的日志、记录和材料验收报告等相关资料。
(2)质量验收人员将对施工现场进行实地勘察和检查,检验衬砌施工质量是否符合要求。
2.检测实验(1)对衬砌材料的抗压强度、抗渗性能等指标进行实验室检测。
(2)对衬砌结构的平整度、精度等进行检测。
(3)根据设计要求进行承载力、密实度等关键指标的测试。
五、质量验收的标准1.表观质量标准(1)衬砌结构表面平整度和精度要求符合设计要求。
(2)无开裂、错台、倾斜等明显缺陷。
(3)衬砌板面应清洁、无浮灰、块状杂质等。
2.材料性能标准(1)抗压强度、抗渗性能、耐蚀性等指标符合设计要求。
(2)材料表面无明显的气泡、裂纹、破损等缺陷。
3.关键指标标准(1)承载力指标符合设计要求。
地质雷达无损检测方案(隧道) 1检测目的:检测隧道衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢 筋等分布,评价隧道衬砌施工质量。
2检测仪器:隧道衬砌质量检测用美国SIR-4000型地质雷达系统(见下图), 其特点与路基挡墙检测雷达相同。
2.1地质雷达主机技术指标应符合下列要求:系统增益不低于150dB;信噪比不低于60dB ;模/转换不低于16位;信号叠加次数可选择;采样间隔一般不大于0. 5ns ;SIR-4000便携式高性能I S 地质透视仪I美国SIR-20型地质雷达系统实时滤波功能可选择;具有点测与连续测量功能;具有手动或自动位置标记功能;具有现场数据处理功能。
2. 2地质雷达天线可采用不同频率天线组合,技术指标应符合下列要求:具有屏蔽功能;最大探测深度应大于2m;垂直分辨率应高于2cm o3检测方法及原理:地质雷达是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描,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。
高频电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性质及集合形态而变化,由此通过对时域波形的采集、处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。
地质雷达具有高分辨率、无损性、高效率、抗干扰能力强等特点。
现场检测时地质雷达的发射天线和接收天线密贴于待检表面,雷达波通过天线进入混凝土以及相应介质中,遇到钢筋、钢质拱架、材质有差别的混凝土、混凝土中间的不连续面、混凝土与空气分界面、混凝土与岩石分界面等产生反射,接收天线收到反射波,测出反射波的入射、反射双向走时,就可以算出反射波走过的路程长度,从而求出天线距反射面的距离D。
D= V ×∆t∕2式中:D——天线到反射面的距离;V一一雷达波的行走速度;∆t一一雷达波从发射至接收到反射波的走时,用ns计。
公路隧道工程质量检查评定标准1 一般规定1.1 本标准适用于采用钻爆法施工的山岭隧道的检验评定。
采用其他方法如盾构、掘进机、沉埋法施工的隧道的检验评定可参照本标准另行制定。
1.2 采用钻爆法施工、设计为复合式衬砌的隧道,承包商必须按照设计和施工规范要求的频率和量测项目进行监控量测,用量测信息指导施工并提交系统、完整、真实的量测数据和图表。
1.3 隧道通风、照明、供配电、监控设施等的检验评定,应根据本标准的相关章节进行质量评定。
1.4 隧道洞口的开挖,应按照第4章路基土石方工程的标准进行检验评定;洞门和翼墙的浇(砌)筑和洞口边坡、仰坡防护按第6章挡土墙、防护及其它砌石工程的相应项目评定。
1.5 隧道路面的基层、面层,应按照路基、路面的标准进行检验评定。
1.6 长隧道(3000≥L>1000)每座为一个单位工程,多个中(1000≥L>500)、短隧道(L≤500)可合并为一个单位工程,每座隧道分别评定后,按中隧道权值为2,短隧道权值为1,计算加权平均值作为该单位工程的得分.一般按围岩类别和衬砌类型每100米作为一个分项工程,紧急停车带单独作为一个分项工程。
混凝土衬砌采用模板台车,宜按台车长度的倍数划分分项工程.按以上方法划分分项工程时,分段长度可结合工程特点和实际情况进行调整,分段长度不足规定值时,不足部分单独作为一个分项工程。
特长隧道(>3000m)的单位工程、分部工程和分项工程可根据具体情况另行划分。
1.7 隧道防排水工程施工质量应符合下列要求:高速公路、一级公路隧道和设有机电工程的一般公路隧道;1) 隧道拱部、墙部、设备洞、车行横通道、人行横通道不渗水;2) 路面干燥无水;3) 洞内排水系统不淤积、不堵塞,确保捧水通畅;4) 严寒地区隧道衬砌背后不积水,捧水沟不冻结。
其他公路隧道:1) 拱部、边墙不滴水;2) 路面不冒水、不积水,设备箱洞处不渗水;3) 洞内捧水系统不淤积、不堵塞,确保捧水通畅;4) 严寒地区隧道村砌背后不积水,路面干燥无水,捧水沟不冻结。
探地雷达在隧道衬砌无损检测中的原理及应用摘要:探地雷达是利用电磁波探测地下介质分布的一种物探方法,一般脉冲频率为105—101z。
通常地下10-'m尺度的介质分布可以被探地雷达探测到,因此探地雷达方法在地质调查(浅层与超浅层)中有着极其重要的作用。
随着工程技术的不断进步,无损化检测在隧道衬砌质量检测中应用得很广泛。
探地雷达检测方法以其高效、迅速、无损化的特点,成为隧道衬砌质量检测最常用的检测方法。
其主要适用于隧道工程衬砌质量检测中钢筋使用状况、钢筋的排布情况、厚度以及密实度等方面。
本文主要就探地雷达的基本原理和在检测中的应用两个方面具体分析。
关键词: 探地雷达原理; 隧道衬砌; 无损检测; 应用第 1 章探底雷达检测隧道的原理不同介质的电性不同会使电磁波在传播的过程中受到影响,通常有导电电导率和介电常数这两个因素影响介质电性。
其中电导率决定电磁波的探测深度,如果电导率确定的情况下,介电常数则影响电磁波的传播速度。
探测目标存在不同介质,而各介质电性不同,这就导致在探测目标中不同物体的分界面上,电磁波在传播过程中会发生回波现象。
当衬砌中产生空洞、脱空厚度不足、含水等情况时,电磁波发射与接收收会产生差异,反之若是衬砌质量良好,则不会产生差异。
如图1所示。
图1 不同物体电磁波回波现象在实际工程检测中,主频频率较高的探地雷达天线往往使用得更多。
而我们检测的对象通常为无磁性、以位移电流为主。
因此基本只需要考虑影响传播速度的介电常数,而可以忽略电导率对传播速度的影响。
其中介电常数可以计算出电磁波的传播速度。
另外雷达波的频率和地下介质电性主要决定探地雷达的穿透深度和分辨率。
一般来说随着导电率和频率的增加,探地雷达天线分辨率就越好,穿透深度就越浅。
时至今日,随着技术发展,探地雷达检测技术得到更好的进步,如今探地雷达拥有极高的分辨率,甚至可以达到厘米级。
第 2 章探地雷达在隧道衬砌中的检测流程2.1 探地雷达仪器要求满足检测衬砌厚度、衬砌内部钢架和衬砌背后的回填密实度、钢筋分布等功能是隧道工程探地雷达仪的基本要求,其中,探地雷达主机技术指标应符合下列要求:(1)不低于150dB系统增益;(2)不低于60dB信噪比;(3)不低于16位模/数转换;(4)可选择信号的迭加次数;(5)拥有一般不大于0.5ns采样闻隔;(6)可选择滤波功能;(7)具有点测、连续测量及测距轮测量功能;(8)标记位置功能有手动或自动。
隧道二衬背后空洞智能化检测和预防技术摘要:当前的隧道二次衬砌质量检测工作中大多都会采用地质雷达与敲击法相结合的检测方法,敲击法在检测的过程中极易被人为因素影响,且检测质量、结果的精确度以及工作效率都比较低,很有可能会存在误检或者是漏检问题。
相关工作人员为了可以在隧道衬砌质量检测工作中更好的应用敲击法,提高质量检测的质量,以敲击回声为基础,提出了一种智能化的用于隧道衬砌检测工作中的检测技术,具体利用了自动敲击、自动的声音采集、识别等多种方法,从多个维度中获得与隧道二次衬砌背后空洞有关的数据参数,依据这些数据参数,对正常回声以及空响回声所对应的识别模型进行建立,利用建立的识别模型开展了多次试验工作,从试验结果可以得知,这种智能化隧道衬砌检测技术可以对空洞进行准确的识别,其准确率超过了90%,实现了对空洞的有效识别,促使隧道衬砌质量检测工作质量、检测效率得到有效的提升。
除此之外,相关工作人员还根据隧道情况提出了有效预防衬砌空洞的措施,促使空洞出现的概率明显降低,保证了铁路隧道的质量,有效提高了隧道应用的安全性。
关键词:隧道二次衬砌;空洞;智能化检测技术;准确性1分析智能化的隧道二次衬砌背后空洞检测技术1.1以敲击回声为基础的二次衬砌空洞检测技术以敲击回声为基础的智能化铁路隧道衬砌背后空洞检测技术主要融合了自动化敲击技术、智能识别技术、声音采集技术等等,通过这些技术的融合与应用,有效的提高了隧道衬砌质量检测工作的效果,提升了检测水平。
在对隧道衬砌空洞进行质量检测的过程中,需要满足以下几个要求:第一,确保识别的及时性、高效性;第二,保证识别的准确性,要求准确率在80%以上;第三,需要对与衬砌表面距离小于15米的这一区域中的空洞进行识别;第四,对脱空面积在0.2平方米以上的空洞进行识别。
1.2以敲击回声为基础的智能化二次衬砌空洞检测技术的原理(1)自动化敲击技术的原理自动化敲击技术主要是采用了自动化敲击装置,这种装置包含了弹簧等部分,依靠弹簧自身的储能实现自动化的敲击,这种装置的构造比较简单,准确性高,且不会产生比较大的噪音。
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隧道衬砌质量检测
白雪冰 孔祥春
一、工程概况
北京鑫衡运科贸有限责任公司工程检测部于二○○五年三月十一日至
二十一日对某公路隧道的衬砌,进行无破损法检测,目的是检测二衬结构
的厚度、衬砌内部及背后缺陷分布情况。因本次检测的具体情况,经业主
单位研究协商,确定本次检测在隧道内布设5条雷达纵测线,进行全线检
测.
二、工程地质、水文地质概况
隧道东线出口段K79+816~K82+816段3000m、续建段K74+280~K75+180
段900米以及西线YK73+835~78+335段4500米隧道穿越地段岩性以含绿色
矿物混合花岗岩和混合片麻岩为主,间夹蚀变闪长岩,霏细岩及花岗伟晶
岩脉。以上三段隧道共穿越大小断层13条,围岩类别变化频繁,地质结构
复杂、通风排烟困难、岩爆频繁是本工程的特点和难点。
三、检测内容及标准
1、检测内容:
(1)探地雷达检测二次衬砌厚度和衬砌内部及背后缺陷;
(2)初衬内部及背后缺陷;
2、检测标准:
(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;
四、测线的位置
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测线共五条,纵向布置在隧道衬砌表面,具体见以下示意图。
五、检测仪器设备基本原理
地质雷达与探空雷达相似,利用高频电磁波(主频为数十至数百乃至
数千兆赫)以宽频带短脉冲形式,由地面通过天线传入地下,经地下地层
或目的物反射后返回地面,被另一天线接收。脉冲波旅行时间为T。当地
下介质的波速已知时,可根据测到的准确T值计算反射体的深度。雷达系
统的基本部分如下图:
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电磁波的传播取决于物体的电性,物体的电性主要有电导率μ和介电
常数ε,前者主要影响电磁波的穿透(探测)深度,在电导率适中的情况下,
后者决定电磁波在该物体中的传播速度,因此,所谓电性介面也就是电磁
波传播的速度介面。不同的地质体(物体)具有不同的电性,因此,在不同
电性的地质体的分界面上,都会产生回波。
地质雷达在勘查中的基本参数描述如下:
1. 电磁脉冲波旅行时
vzvxzt2422
式中:z—勘查目标体的埋深; x—发射、接收天线的距离(式中因
z>x,故X可忽略);v—电磁波在介质中的传播速度。
2. 电磁波在介质中的传播速度
rrr
ccv
式中 c—电磁波在真空中的传播速度(0.29979m/ns);r—介
质的相对介电常数,r—介质的相对磁导率(一般r1)
3. 电磁波的反射系数
电磁波在介质传播过程中,当遇到相对介电常数明显变化的地
质现象时,电磁波将产生反射及透射现象,其反射和透射能量的分
配主要与异常变化界面的电磁波反射系数有关:
孤立体
地层
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2122122
1122
2
1122
)()()()(
r
式中r — 界面电磁波反射系数;1—第一层介质的相对介电
常数;2—第二层介质的相对介电常数。
4. 地质雷达记录时间和勘查深度的关系
tcvtzr
212
1
式中z — 勘查目标体的深度;t — 雷达记录时间。
测试方法:
由于不同频率天线的测深能力不同,频率越低,探测深度越大。此次
检测的有效深度在3米以内,查找空洞、不密实体和脱空等,由于二衬,
初衬及围岩的介电常数不同,且变化较大,选择500M天线是适宜的。综合
场地的特点,我们选择CUII主机,500兆屏蔽天线.采样频率为7300,样点
数为480,65ns的采集时窗,自动迭加,时间触发测试方式,时间间隔为
0.1~0.3秒。
六、数据处理和解释
探测的雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录,以波形或灰度显示
探测雷达剖面图。地质雷达探测资料的解释包括两部分内容,一为数据处
理,二为图象解释。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器,介质对波的
不同程度的吸收以及介质的不均匀性质,使得脉冲到达接收天线时,波幅
减小,波形变得与原始发射波形有较大的差异。另外,不同程度的各种随
机噪声和干扰,也影响实测数据。因此,必须对接收信号实施适当的处理,
以改善资料的信噪比,为进一步解释提供清晰可变的图像。对于异常的识
别应结合已知到未知,从而为识别现场探测中遇到的有限目的体引起的异
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常,以及对各类图像进行解释提供了依据。
图像处理包括消除随机噪声压制干扰,改善背景;进行自动时变增益
或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波,进行滤波处理除去高频,突出目
的体,降低背景噪声和余振影响。
图像解释是识别异常,这是一个经验积累的过程,一方面基于地质雷
达图像的正演结果,另一方面由于工程实践成果获得。只有获得高质量的
地质雷达图像并能正确的判别异常才能获得可靠、准确的地质解释结果。
识别干扰波及目标体的地质雷达图象特征是进行地质雷达图像解释的
核心内容。地质雷达在地质和地表条件理想的情况下,可得清晰、易于解
释的雷达记录,但在条件不好的情况下,地质雷达在接收有效信号的同时,
也不可避免地接收到各种干扰信号。产生干扰信号的的原因很多,隧道常
见的干扰有电缆、衬砌表面金属物体、天线耦合不好,地下异常的多次波
等,干扰波一般都有特殊形状,易于辨别和确认。(见图1)
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图一 衬砌表面的钢拱架 图二 衬砌边墙
上的避车洞造成的干扰
雷达图中可以看到衬砌表面的钢拱架形成的多次振荡干扰。 图中看到
由于在有避车洞的地方天线没有与其耦合而形干扰。
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图三 二衬表面的管槽造成的干扰雷达波 图四
由于天线没有耦合好的干扰雷达波
图中有标记的地方显示的是由于二衬表面有管槽而形 图中的黑筐
内显示的是由于暂时离开了衬砌表面而形成的干
成了类似空洞的双曲线波形。 扰波
七、检测结果
本次检测工作结果如下:此次检测共5条测线,全长40310米,查清
了初衬和二衬的缺陷位置和结构,以及二衬的厚度,有缺陷的典型雷达图
像见以下附图。
图中红色线筐内表示的是初衬后的围岩内部有空洞现象存在。
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图中红色线筐内表示的是初衬后的围岩内部有裂隙存在。
图中红色线筐内表示的是初衬背部有空洞存在
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图中红色线筐内表示的是衬砌背部的围岩内还有隐患—蜂窝、空洞组
织促在。
红色线筐内表示的是围岩内部的空洞。
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红色线筐内表示的是初衬后可能存在的空洞。
图中红色线筐表示的是隧道二衬中的长约12米的内部脱空带。
八、结论和建议
用探地雷达做隧道质量检测是一项较为成熟的技术,目前在国内得到
大量应用.可以说,雷达方法是隧道检测最有效和快速的方法.用探地雷达
方法进行隧道质量检测,可以确定衬砌厚度,围岩和衬砌内的缺陷,探测钢
筋和钢拱架等.
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用雷达做隧道质量检测时,要根据检测需要选择合适的天线,其中最常
用的是500兆天线,它的探测深度可以达到3~4米,基本可以达到探测混凝
土和围岩的目的.如果只检测二衬厚度,可以用800兆或1000兆天线.
值得注意的是,在做二衬厚度检测时,如果衬砌做的很完美,二衬的界
面是不太容易看出的(初衬和二衬的介质基本一样,不会有明显反射层).但
我们总可以根据其缺陷(层间空洞、脱空、不密实等)来找到该反射界面.
在做初衬检测时,由于隧道表面凸凹不平,特别是地面也不平整,给雷
达检测造成很大困难,此时要注意观察天线的工作状况(是否离开隧道表面,
是否突然移动到另外的地方等),并在天线工作不正常处打标记,这样就不
会产生误判.