牌坊梁隧道衬砌质量雷达检测报告.docx
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牌坊梁隧道衬砌质量雷达检测报告
报告编号：
SWJTU－
牌坊梁隧道衬砌质量雷达检测报告
探测里程：
DK34+695～818
探测时间：
2010年4月9日
报告时间：
2010年4月9日
报告编写:
报告审核:
西南交通大学
2010年4月9日
目录
一、任务依据及目的要求1
二、执行规范1
三、工程概况和野外工作1
四、资料处理与解释3
五、结论与建议3
附图1:
解释隧道二次衬砌厚度及质量雷达剖面图1
附表1:
二次衬砌厚度表1
附表1:
衬砌质量异常统计表2
附录1.地质雷达隧道检测原理概述3
一、任务依据及目的要求
采用地质雷达探测方法对牌坊梁隧道进口衬砌质量进行了检测，检测部位及目的如下：
1.检测部位：
面对大里程方向，沿隧道轴线方向在隧道左、右边墙各1条（距地面约1m处），左、右拱腰各1条，拱顶1条，共布置5条测线。
2.目的要求:
（1）查明该隧道二次衬砌厚度;
（2）查明该隧道二次衬砌质量情况。
二、执行规范
本次检测执行规范为：
1．《铁路工程物理勘探规程》（TB10013-2004）
2．《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223-2004）。
三、工程概况和野外工作
1．工程概况
隧道进口里程为DK34+695，出口里程DK35+305，隧道全长600m。
2．测线布置
面对大里程方向，沿隧道轴线方向在隧道左边墙（距地面约1m处）、左拱腰、拱顶、右拱腰、右边墙（距地面约1m处），各布置LP-1、LP-2、LP-3、LP-4、LP-5共5条测线。
地质雷达检测测线布置详见图1所示。
图1雷达检测测线布置示意图
3.采用仪器及参数设置
地质雷达检测工作采用美国“地球物理测量系统公司”（GeophysicalSurveySystemsInc）制造的SIR-3000型地质雷达及400MHz屏蔽天线，以连续剖面记录方式采集数据，每５米作一个测量标记。
为满足检测深度和精度的要求，时窗设置为40ns，采样率为512样点数/扫描。
4.完成工作量
我们于2010年4月8日对牌坊梁隧道二次衬砌质量进行了地质雷达检测，采集的测线里程长为123m，测线总长度为615m。
四、资料处理与解释
1.资料处理
采用“RADANFORWINDOWSNT”软件包对地质雷达原始数据进行处理。
其处理流程为：
数据传输→文件编辑→水平均衡→数字滤波→零点归位→偏移处理→能量均衡→时深转换→文件注释→输出雷达时间（或深度）剖面图。
将雷达时间（或深度）剖面图作为资料解释的基本图件。
2.资料解释
根据雷达时间（或深度）剖面图上的波组、能量强弱分布和双曲线等特征，解释隧道二次衬砌厚度及不密实带等质量情况。
检测解释成果如下:
附图1:
解释隧道二次衬砌厚度及质量情况雷达剖面图；
附表1:
二次衬砌厚度表。
附表2:
不密实带等异常表。
五、结论与建议
根据雷达检测结果判断，检测段隧道二次衬砌的厚度满足设计要求。
建议对雷达探测显示的不密实区域进行灌浆处理。
附图1:
解释隧道二次衬砌厚度及质量雷达剖面图
附表1:
二次衬砌厚度表
里程
左边墙
（LP-1测线）
二次衬砌厚度（米）
左拱腰
（LP-2测线）
二次衬砌厚度（米）
拱顶
（LP-3测线）
二次衬砌厚度（米））
右拱腰
（LP-4测线）
二次衬砌厚度（米）
右边墙
（LP-5测线）
二次衬砌厚度（米）
各测线
设计
厚度
（米）
DK34+695
0.82
0.55
0.57
0.50
0.77
0.50
DK34+700
0.60
0.51
0.54
0.55
0.59
0.50
DK34+705
0.73
0.60
0.62
0.66
0.64
0.50
DK34+710
0.65
0.66
0.63
0.61
0.68
0.50
DK34+715
0.69
0.55
0.55
0.54
0.60
0.50
DK34+720
0.68
0.60
0.58
0.56
0.71
0.50
DK34+725
0.57
0.57
0.55
0.55
0.59
0.50
DK34+730
0.53
0.67
0.62
0.57
0.55
0.50
DK34+735
0.56
0.64
0.62
0.62
0.53
0.50
DK34+740
0.51
0.60
0.60
0.62
0.54
0.50
DK34+745
0.61
0.54
0.58
0.59
0.60
0.50
DK34+750
0.64
0.52
0.50
0.53
0.70
0.50
DK34+755
0.58
0.50
0.55
0.58
0.60
0.50
DK34+760
0.77
0.51
0.55
0.58
0.62
0.50
DK34+765
0.72
0.61
0.65
0.68
0,60
0.50
DK34+770
0.68
0.64
0.66
0.65
0.62
0.50
DK34+775
0/61
0.68
0.65
0.65
0.66
0.50
DK34+780
0.73
0.68
0.68
0.67
0.69
0.50
DK34+785
0.68
0.50
0.55
0.55
0.67
0.50
DK34+790
0.71
0.51
0.55
0.57
0.70
0.50
DK34+795
0.63
0.61
0.65
0.62
0.78
0.50
DK34+800
0.77
0.64
0.60
0.62
0.70
0.50
DK34+805
0.72
0.68
0.58
0.59
0.60
0.50
DK34+810
0.68
0.60
0.65
0.61
0.60
0.50
DK34+815
0/61
0.57
0.66
0.54
0.70
0.50
DK34+818
0.73
0.67
0.65
0.56
0.60
0.50
附表1:
衬砌质量异常统计表
测线
里程范围
深度范围（m）
异常类型
左边墙
LP-1测线
无
左拱腰
LP-2测线
DK67+735~DK34+760
0.80~1.0
不密实
拱顶
LP-3测线
无
右拱腰
LP-4测线
无
右边线
LP-5测线
DK67+743~DK34+748
0.80~1.0
不密实
附录1.地质雷达隧道检测原理概述
1.基本原理
地质雷达勘探是一种高分辨率探测技术，八十年代以来由于电子技术与数字处理技术飞速发展，在公路路面、路基、隧道衬砌质量的无损检测、考古调查等多个领域得到了广泛应用。
图1.1地质雷达检测原理示意图
地质雷达（GPR）依据电磁波脉冲在地下传播的原理进行工作，电磁波脉冲在介质中的传播路径—波形随所通过的介质的介电性质、几何形态而变化，根据接收到反射波的旅行时间、幅值、频率、波形变化资料，可推断地质目的体的内部结构和几何形态。
由于地质雷达使用高频脉冲电磁波（106～109Hz），与其它物探方法相比具有更高的分辨率、准确率。
当电磁波到达两种不同介质性质的分界面时，由于上下介质的电磁特性不同会发生反射与折射（见图1.1）。
入射波、反射波与折射波的方向,遵循反射定律和折射定律（见图1.2）。
图1.2电磁波在介质分界面的折射和反射
电磁波在介质界面的折射和反射特征由折射系数T和反射系数R表示，对于非磁性介质，当电磁波垂直入射（θ=0）时，可以用下式表示：
1
式中：
ε1、ε2分别为上下介质的介电常数。
由上式可知，对于非磁性介质，电磁波的反射特性仅与介质的介电常数有关。
在混凝土结构中，空洞、裂缝、钢筋、素混凝土、围岩的介电常数有明显的差异，它们之间能形成良好的电磁波反射界面。
2．地质雷达检测物理机理
根据现场试验及实测结果统计分析，混凝土、回填层、隧道围岩和空洞的介电常数存在一定的差异（见表1.1），满足地质雷达检测的地球物理前提。
介质相对介电常数值表1.1
介质类型
相对介电常数（εr）
砂岩
4.0～6.0
页岩
7.0
泥岩
4.0～5.0
混凝土
6.4
空洞
1.0
3．解释原则
（1）二次衬砌厚度
400MHz天线的地质雷达剖面图上第一组连续性较好、能量较强的反射波组，对应了混凝土衬砌与围岩的分界面（见图1）。
（2）不密实带的确定
在雷达剖面图上，
所谓“不密实带”是指混凝土中的某块区域结构疏松，密实程度差，有蜂窝状孔隙或砂浆不饱满有小空洞存在。
如图2所示，不密实带在雷达时间剖面图上的特征主要表现为在均匀的混凝土中出现零乱的团块状或条带状的强反射或多次反射异常（与背景场相比较）
图1二次衬砌厚度雷达检测剖面图图2不密实带雷达检测剖面图
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