地质雷达法TB10223-2004铁路隧道衬砌质量无损检测规程

892023年12月上 第23期 总第419期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview1雷达无损检测1.1检测仪器采用美国（GSSI）制造的SIR-4000型地质雷达，及400MHz、900MHz 屏蔽天线；中国电波传播研究所生产的LTD 2000型地质雷达，及400MHz、900MHz 屏蔽天线，检测隧道衬砌质量。

1.2检测原理地质雷达工作原理如图1所示。

图1 地质雷达工作原理图1.3检测内容地质雷达法主要针对衬砌背后空洞、脱空、不密实、欠厚及钢筋和钢拱架分布不均等缺陷进行扫描检测[1]。

1.4注意事项（1）现场踏勘。

在检测前，应进一步对隧道现场进行确认，在资料收集的基础上，对待检隧道进行现场踏勘，主要包括查验收集到的资料是否真实准确、检测里程是否满足检测条件、记录待检段落内对检测工作有影响的环境干扰因素，为数据分析处理提供参考依据。

通过对现场的踏勘资料分析，针对各种不利因素制定相应的解决措施，将这些不利因素的影响降到最低。

与现场对接，确定待检隧道具体里程位置，若发现待检隧道内有妨碍检测车通行的情况，督促现场进行清除障碍工作，确定待检隧道电磁波波速标定位置[2]。

（2）介电常数（r ε）的确定。

通过对已知厚度的部位（隧洞口）标定，确定适合隧道二衬混凝土的相对介电常数r ε值，r ε值在8.0～9.0范围。

1.5检测成果1.5.1混凝土厚度的检测混凝土与围岩间会存在明显的反射层，可以利用反射层探明二衬混凝土的厚度。

1.5.2二衬缺陷及衬砌背后缺陷在混凝土内存在不密实以及背后存在空洞（脱空）时，根据地质雷达剖面图上反映的信息进行判断。

《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223-2004）中涉及“不密实”的内容，“衬砌混凝土背后存在不密实时地质雷达剖面图上的波形杂乱，同相轴呈绕射弧形，且不连续较分散”。

检测人员在实际检测中发现，不密实分不同的类型，经打孔、取芯验证，将“不密实”细分为“衬砌内部不密实”和“衬砌背后不密实”两类[3]。

地质雷达检测实施细则地基专业作业指导书地质雷达检测实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：地质雷达检测实施细则1. 目的为了规范地质雷达检测的各个环节，特制定本细则。

2. 适用范围地质雷达检测的前期准备、检测实施。

3. 引用文件《城市工程地球物理探测规范》CJJ 7-2007；《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-2004;《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003;对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。

4. 现场检测4.1检测前的准备工作4.1.1、应了解检测工程基本情况、收集相关资料。

4.1.2、设备清点：地质雷达检测仪一台，笔记本一台4.1.3、联系委托单位再次确认，联系司机和车、联系设备管理员，约定好进场时间。

4.2检测目的1、对施工范围内埋设于地下管线进行实地探测，查明施工范围内管线位置及深度，为工程的补堪、设计、施工，提供科学、准确、完整的管线系统资料；2、探测隧道衬砌背部空洞情况4.3 检测步骤4.3.1测试前的安装准备检查所有部件是否带齐，包括：电池、雷达主机、数据线、处理器电源线、信号线、工具箱、备件、固定用绑扎带、记录本；4.4.2试验/检测的工作程序（1）测试连接。

将地质雷达天线通过支架安装。

（2）在扫描前调试主机并对主机进行参数设置。

（3）打开电源，控制天线移动的人员根据操作主机的人员口令，将天线紧贴待测界面上匀速移动。

（4）测试结束。

按下stop结束测试点，保存文件并退出；（5）拆除信号线，拆除天线，支架。

4.4.5 请见证人签字。

隧道衬砌及路基质量第三方检测汇报材料三、检测方法及频率3.1 隧道衬砌无损检测：3.1.1隧道衬砌按100%做无损检测。

3.1.2根据铁道部《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223-2004J341-2004）和《关于开展隧道衬砌等铁路工程质量第三方检测的通知》）（铁建设[2011]172号）要求，隧道衬砌采用的检测方法有地质雷达法、回弹法及钻芯取样检测。

3.1.3隧道衬砌厚度、背后回填密实度、钢筋钢架分布检测采用地质雷达法布置6条测线进行全隧检测。

3.1.4 隧道衬砌混凝土强度采用回弹法检测，每一百米10测区，检测不合格的进行钻芯取样检测验证。

3.2 路基填筑检测3.2.1路基填筑检测按工程总量的10%进行抽检。

3.2.2路基填筑检测三指标控制，分别为压实系数K、地基系数K30和动态变形模量Evd。

3.2.3 基床以下路堤。

区间正线路基沿线路纵向连续长度每100m、站场路基折合正线双线每100m，每压实层抽样检验压实系数6点，其中：区间正线路基左、右路基边线1m处各2点，路基中部2点。

每填高约90cm抽样检验地基系数K30 4点，其中：区间正线路基距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点。

3.2.4 基床表层以下过渡段。

每过渡段每压实层抽样检验压实系数3点，其中距路基两侧填筑级配碎石边线1m左、右处各1点，路基中部1点。

每填高约30cm抽样检验动态变形模量3点，其中1点应靠近桥台或横向结构物边缘处；每填高约60cm抽样检验地基系数2点，其中距路基填筑级配碎石边线2m处1点，路基中部1点。

4.2.5基床表层。

区间正线路基沿线路纵向连线长度每100m、站场路基折合正线双线每100m，每压实层抽样检验动态变形模量和压实系数各6点，其中区间正线路基左、右距路基边线1.5m处各2点，路基中部2点；抽样检验地基系数K30 4点，其中区间正线路基左、右距路基边线1.5m处各1点，路基中部2点。

3.3 路基挡土墙检测：3.3.1 路基挡墙按100%进行检测。

地质雷达校验规范
一、目的
1.1本方法适用于地质雷达的校验。

1.2地质雷达用于检测衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分布，及超前地质预报。

1.3校验方法及依据：《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-2004。

二、技术要求
1. 信号迭加次数可选择；
2. 具有点测与连续测量功能；
3. 具有手动或自动位置标记功能；
4. 系统增益不低于150dB；
5. 信噪比不低于60 dB；
6. 目测仪器的外观是否完好；
7. 最大探测深度应大于2m。

三、方法
目测仪器的外观是否完好，是影响测量结果。

选定一个场地，用地质雷达测出其厚度。

四、比对
用由计量机构检定的钢卷尺在与地质雷达相同的部位测量出其厚度，与地质雷
达测出的厚度相对比，其误差允许±2cm。

五、校验仪器
钢卷尺5m。

六、校验结果的处理及判定
以比对的结果不超过误差值为合格。

七、校验周期
校验周期为二年。

八、记录
地质雷达比对校验方法记录。

地质雷达记录校验员核验员。

一、隧道衬砌(支护) 厚度及背后空洞（地质雷达法）试验检测作业指导书1.试验目的与适用范围（1）目的：指导地质雷达现场探测作业，保证探测成果质量。

（2）适用范围：适用于工程地质雷达对隧道初期支护及二次衬砌检测作业。

2.试验依据（1）《公路隧道施工技术规范》JTG/T 3660-2020（2）《公路工程质量检验评定标准》第一册土建工程JTG F80/1-2017（3）《雷达法检测混凝土结构技术标准》JGJ/T 456-2019（4）《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB 10223-20043.仪器设备常用检测设备一栏表4.试验准备（1）隧道衬砌检测包括前期的准备工作和检测工作，具体有以下几项内容。

1）了解隧道高度量测隧道拱顶到仰拱的高度，为搭建检测台车提供尺寸数据。

2）用明显标记，按照5m/10m间距在边墙上标明隧道里程。

3）搜集衬砌设计资料和竣工资料，了解设计厚度、钢筋间距、钢架间距以及施工过程中的变更信息。

4）记录隧道中避车洞、下锚段、电缆位置，统计隧底积水段落。

5）对衬砌表面潮湿或有凝结水珠的部位进行统计，记录已发病害的位置和类型。

6）制订对可能影响到检测台车行进的障碍物的处理办法。

7）查明附近是否有对雷达产生影响的电磁干扰源。

8）运营隧道检测需要明确天窗时间。

（2）确定测线位置，搭建检测操作车1)测线布置应以纵向布置为主，横向布置为辅，每5~10m测线应有一个里程标记。

2)单洞两车道隧道应分别在隧道的拱顶、左右拱腰、左右边墙布置共5条测线；单洞三车道应在隧道的拱腰部位增加两条测线；遇到支护(衬砌)有缺陷的地方应加密测线。

3)单洞两车道隧道应分别在隧道的拱顶、左右拱腰布置共3条测线；单洞三车道应在隧道的拱腰部位增加两条测线；遇到支护(衬砌)有缺陷的地方应加密测线。

测点示意图（3）人员配备1)检测人员：2-3人负责采集数据、记录数据及现场资料、记录标记里程。

2)指挥人员：1-2人负责指挥装载机(路灯车等)师傅，是速度尽可能平稳均匀，保证人员和设备的安全；负责现场的协调调度工作。

隧道衬砌质量无损检测地质雷达法技术交底1 引用标准TB10223-2004 《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10753-2010 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003 《铁路隧道工程施工质量验收标准》2 检测原理地质雷达是一种宽带高频电磁波信号检测介质分布的非破坏性的检测仪器。

它通过天线的连续拖动方式获得断面的扫描图像。

雷达利用移动天线发射高频电磁波，电磁波信号在物体内部传播时遇到不同介质的界面时，就会反射、透射和折射。

介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确记录反射回的电磁波的运动特征，再通过数据的技术处理，形成断面的扫描图，通过对图像的判读，判断出地下目标物的实际情况。

3技术资料3.1、提供检测段落的隧道工程地质资料、施工图纸、设计变更资料和施工记录等相关基础资料。

3.2、提供检测段落隧道衬砌参数。

4 检测细则4.1基本规定4.1.1、适用范围:地质雷达法适用于检测隧道衬砌厚度、衬砌的密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分步。

4.1.2、地质雷达技术指标要求:a．系统增益不低于150dB。

b.信噪比不低于60dB。

c、模/数转换不低于16位。

d、信号迭加次数可选择。

e、采样间隔一般不大于0.5ns。

f、实时滤波功能可选择。

g、具有手动/自动位置标记功能。

h、具有点测与连续测量功能。

i、具有现场数据处理功能。

j、具有屏蔽功能。

k、最大探测深度应大于2m。

l、垂直分辨率应高于2cm。

4.1.3、测线布置：a、单线隧道布置测线6条：拱顶1条，左右拱腰各1条，左右边墙各1条，隧底1条。

b、双线隧道布置测线7条：拱顶1条，左右拱腰各1条，左右边墙各1条，左右隧底各1条。

c、三线隧道布置测线10条：是拱部3条，左右拱腰各1条，左右边墙各1条，左中右隧底各1条。

d、必要情况下，可根据实际要求增加测线。

4.1.4、检测要求及环境条件:a、无损检测前准备好地质雷达检测台车，检测台车采用脚手架搭设，放置在自卸汽车上，与自卸汽车的箱体固定牢固；检测台车应设置供检测人员上下的带有护栏的固定梯道，检测台车顶部的平台四周应设置防护栏杆，检测台车在运行时必须确保检测架平稳；检测台车的高度和侧向宽度均应满足检测人员能检测到拱顶和拱腰部位，并能满足隧道净空要求；驾驶搭有检测台车的司机应选派驾驶经验丰富、驾驶平稳的人员担任，要求车辆变速平稳、行驶均速，无急刹车或速度忽高忽低现象。

一、应用范围适用于基岩埋深探测、地下金属及非金属埋设物(如管道、电缆及其设施等)探测、道路铺设质量检测、地下水位探测、建筑物墙、柱、板内钢筋探测、其它类似工作操作细则二、检测标准TB 10223－2004 铁路隧道衬砌质量无损检测规程JTG F80/1－2004 公路工程质量检验评定标准JTG 042－94 公路隧道施工技术规范GB 50204－2002 混凝土结构工程施工质量验收规范三、检测设备ZOND－12E GPR探地雷达主机及天线四、检测操作细则1.收集相关工程的资料2.检测方法技术应符合下列要求：2.1测线布置2.1.1隧道施工过程中质量检测以纵向布线为主，横向布线为辅。

纵向布线的位置应在隧道拱顶；左右拱腰、左右边墙和隧道底部各布一条；横向布线可按检测内容和要求布设线距，一般情况线距8～12m；采用点测时每断面不小于6个点。

检测中发现不合格地段应加密测线和测点。

2.1.2隧道竣工验收时质量检测应纵向布线，必要时可横向布线。

纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰和左右边墙各布一条；横向布线线距8～12m，采用点测时每断面不少于5个点。

需确定回填空洞规模和范围时，应加密测线和测点。

2.1.3三车道隧道应在隧道拱部增加两条测线。

2.1.4测线每5~10m应有一里程标记。

2.2介质参数标定2.2.1检测前应对衬砌混凝土的介电常数或电磁波速做现场标定，且每座隧道应不少于一处，每处实测不少于3次，取平均值为该隧道的介电常数或电磁波速。

当隧道长度大于3km、衬砌材料或含水量变化较大时，应适当增加标定点数。

2.2.2标定方法：○1在已知厚度部位或材料与隧道相同的其他预制件上测量；○2在洞口或洞内避车洞处使用双天线直达波法测量；○3钻孔实测。

2.2.3求取参数时应具备以下条件：○1标定目标体的厚度一般不小于15cm ，且厚度已知；○2标定记录中界面反射信号应清晰、准备。

2.2.4 标定结构应按下式计算：223.0⎪⎭⎫⎝⎛=d t r ε 9102⨯=t d u 2.3纵向布线应采用连续测量方式，扫描速度不得小于40道/s ；特殊地段或条件不允许时可采用点测方式，测量点距不宜大于20cm 。