导航：安全管理网>> 安全论文>> 建筑安全论文>>正文

地质雷达在隧道工程质量控制中的应用

文档作者：熊桂仙文档来源： 1．中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司 2．桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室		点击数：	更新时间： 2021年03月24日
下载地址：点击这里	文件大小： 988.78 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：988.78 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：浅析路基工程质量通病及控制要点

上一篇：建筑工程质量与安全的控制

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

总第1O期 地质雷达在隧道工程质量控制中的应用 17
地质雷达在隧道工程质量控制中的应用
熊桂仙
(1．中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北武汉430034；
2．桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室，湖北武汉430034)
摘要：地质雷达质量检测是控制和消除隧道工程质
量和安全隐患的有效手段，目前已在隧道工程质量控制中广
泛应用。在隧道工程质量控制中，地质雷达主要检测内容包
括衬砌厚度、衬砌背后回填密实度、钢筋和钢架分布、初支背
后围岩情况等。介绍地质雷达现场检测过程的实施要点，介
电常数、测量时窗及天线频率等关键性参数的确定以及数据
处理和解释措施，并以铁路隧道为例总结了地质雷达质量检
测结果评定标准。
关键词：隧道；地质雷达；质量检测
1 前 言
地质雷达是隧道工程质量控制的有效检测手
段，已广泛应用在隧道建设过程，其检测过程方便、
检测实效性强、检测结果直观明确，能及时发现施工
质量缺陷情况，为现场处治并采取加固措施消除隐
患提供依据。本文主要介绍地质雷达在隧道工程质
量检测过程中的应用实施要点及检测结果评定
标准。
2 隧道施工质量隐患
隧道工程属于地下工程，具有施工程序多、内容
复杂、隐蔽性强等特点，由于建设管理手段不足，施
工不规范等原因，导致施工过程中出现许多质量问
题，使隧道结构和线路的安全运营存在严重隐患。
而且由于隧道结构的特点和工程的时效性，绝大部
分后一道工序是在前一道工序的基础上立即进行，
隐蔽部分较多，如果内在质量出现问题，事后很难发
现，并且难以采取措施补救，特别是隧道开挖和衬砌
施工过程，这里总结了如下几点。
(1)开挖。暗洞开挖欠挖，导致断面尺寸不足；
超挖不按要求回填，超挖回填片石(图1)。
(2)工字钢。工字钢间距不满足设计和施工规
范要求；工字钢长度不按照设计长度做，导致工字钢
图1 初支超挖，片石回填
腿部悬空；用2根钢筋代替工字钢，然后喷上混凝
土；缺少纵向连接钢筋。
(3)仰拱。仰拱欠挖严重，不按设计要求施做
仰拱，甚至不做仰拱直接做1层顶板；片石混凝土代
替混凝土；不按设计要求安设钢架和钢筋。
(4)喷射混凝土。对于超挖区域，在钢架内侧
贴上石棉瓦，表面喷射混凝土；对塌腔空洞石棉瓦遮
盖区域不注浆。初期支护喷射混凝土厚度不足，喷
射混凝土强度不足(图2)。
(5)二衬。二衬混凝土厚度不足，特别是对于
I～Ⅲ类欠挖较多的围岩区域；二衬不按设计要求
进行背后注浆。
如何控制和消除这些质量和安全隐患，是施工
管理和质量控制的重点。
3 地质雷达及其检测内容
地质雷达是一种电磁探测技术，利用电磁波的
穿透能力，发射高频宽频带电磁脉冲波，通过接收反
射回波信号，根据其延时、形状及频谱特性等参数，
解译出目标深度、介质结构及性质。
收稿日期：2O12—1O一25
作者简介：熊桂仙(1961一)，女，助理工程师，1985年毕业于武汉铁路桥梁学校铁道桥梁专业。
l8 桥梁检测与加固
图2 初支超挖，背后空洞
目前，在国内应用较多的雷达有：SIR 系列、
PulseEKK()系列、RAMAC／GPR型、爱迪尔CBS
地质雷达；地大GR地质雷达；骄鹏(GeoPen)I．TD
地质雷达等。根据隧道衬砌设计情况和检测目的，
雷达天线中心频率可在100～1 000 MHz范围
选择。
在隧道工程质量控制中，地质雷达主要检ijn,4内
容包括：衬砌厚度、衬砌背后回填密实度、钢筋和钢
架分布、初支背后围岩情况等。
4 地质雷达现场检测
质量检测以纵向布置测线为主，单线或双线隧
道一般布置6条测线：拱顶l条、拱腰2条、边墙2
条、仰拱1条。具体实施方案如下。
(1)检测前检查天线和主机运行情况，先在边
墙位置进行试测，调整好系统增益。
(2)事先在隧道两侧边墙上每5 m或10 m问
隔打上标记，同时记录电缆、施工机具、避车洞等信
息，便于后期资料解释和分析。
(3)检测开始前，确保检测台架安全可靠，对检
测配合人员进行技术交底，特别是司机、天线滑动
人员。
(4)检}贝0中天线紧贴于隧道衬砌表面，并沿测
线连续滑动。
(5)天线滑行速度3～5 km／h，即行进速度约1
m／s。
(6)检测中采用打标的方式进行雷达检测信息
的里程定位。
(7)一般情况每100 m保存1个文件，记录测
线位置，规定以面向线路大里程为准。
5 检测中的关键性问题
5．1 介电常数确定
介电常数是确定衬砌厚度和缺陷深度的关键参
数，检测过程中采取如下措施确保介电常数的正确
获取：检测前先对衬砌混凝土的介电常数或电磁波
速做现场标定，每座隧道至少1处，有条件的隧道可
以多做，而且每处不少于3次，取平均值为该座隧道
的介电常数或电磁波速。一般可在洞口、避车洞等
已知衬砌厚度的位置，实测其双程走时和厚度，按公
式换算便可得到衬砌混凝土电磁波速。
5．2 测量时窗确定
根据检i=贝0的目标体深度确定采样窗口的大小，
并比实际测量范围大1／3左右，便于后期解释。例
如400 MHz天线进行衬砌质量检测，拱墙厚度为
0．3～O．5 m，测量时窗可设定为20～3O ns，仰拱检
测厚度为1．0～]．5 ITI，测量时窗可设定为50 I1S。
5．3 天线频率选择
根据拟探测的深度来选定天线的频率。高频天
线发射雷达波主频高，分辨率高，精度较高，能量衰
减较快，探测深度较浅；低频天线发射雷达波主频
低，分辨率低，精度相对较低，能量衰减较快，探测深
度较深。若选用400 500 MHz的工作天线，它的
波长约为20~30 cm，检测厚度为0．3～0．5 m的衬
砌有足够的分辨率，并可达到2 cm左右的探测精
度，可探测约2．5 m深；为探测深于3～5 m的塌方
情况，则需改用1()0～200 MHz天线。
6 数据处理和解释措施
雷达数据处理和解释是衬砌质量检测的重点，
通过雷达资料的正确解释，才能得到衬砌厚度、缺陷
位置等结果。隧道结构缺陷异常往往相差较远，检
测过程天线移动也常会遇到渗水、电缆、铁架等异常
体，这些都会使雷达波形产生变化，而且地质雷达资
料解释也无标准图谱可以参考，如何在复杂的地质
雷达测试数据中，分析缺陷位置得到准确的衬砌厚
度就成了雷达检测工作的重点和难点。本文鉴于众
多项目的实践总结了如下地质雷达资料解释措施。
(1)混凝土结构检测用的都是单体天线，即发
射器和接收器合于一体。天线在1．5～2．0倍中心
频率值的频率范围内发射能量，并用其中心频率值

网友评论 more

建筑安全论文最新内容

03-05