GSSI地质雷达在隧道无损质量检测中的注意事项_吴天军

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( 4) 对结构进行施工阶段稳定性分析时没有考虑温度 等因素的影响,这些问题有待于进一步的研究。
( 5) 对结构在施工阶段可能出现的几种工况进行了线 性屈曲分析研究,表明该桥主墩最高墩时稳定性和最大悬臂 状态施工稳定性好,施工过程不会发生稳定性破坏。
参考文献: [1] 马保林. 高墩大跨连续刚构桥[M]. 北京: 人民交通出版社,
员有丰富的专业知识,而且需要有丰富的现场工作经验,从检测流程中的各个细节加以控制,以达到数据采
集的快速、准确、有效。
关键词: 地质雷达; 数据采集; 注意事项
中图分类号: U445
文献标识码: C
文章编号: 1008 - 3383( 2013) 09 - 0143 - 01
使用地质雷达对隧道进行无损探测具有穿透深度优良, 检测效率高,检测结果可靠度高,不影响隧道的使用寿命等 特点。但是如果在采集过程中不注意细节的控制,可能会因 数据质量的优劣而无法对检测结果进行准确的判读,造成潜 在的安全隐患。因此,在对地质雷达原理熟悉的基础之上应 加强实践经验的积累,把握细节。 1 地质雷达探测原理
通过对河南省某高墩大跨连续刚构桥施工阶段的稳定
性分析,可以初步得出以下结论。 ( 1) 由各工况下的分析结果对比发现,在高墩连续刚构
桥的施工阶段,风载对结构的影响很小。 ( 2) 对于第一类稳定问题而言,施工阶段最不利状态是
在最大悬臂状态。 ( 3) 受环境变化和施工误差等不确定因素的影响,对结
构进行稳定分 析 时 无 法 精 确 模 拟 其 施 工 状 态,因 此 在 施 工 时,要确保结构的垂直度准确,以便减少高墩的初始缺陷对 结构稳定性的影响。
工况 1: ( 1) + ( 2) + ( 3) + ( 4) ; 工况 2: ( 1) + ( 2) + ( 3) + ( 4) + ( 5) ; 工况 3: ( 1) + ( 2) + ( 3) + ( 4) + ( 6) ; 工况 4: ( 1) + ( 3) + ( 4) + ( 5) + ( 7) ; 工况 5: ( 1) + ( 3) + ( 4) + ( 6) + ( 7) ; 由上述荷载工况可计算得到最大悬臂状态下一阶模态 的稳定特征值。如表 2 所示。
准备工作是检测过程中一项非常重要的工作。隧道开 始检测前及时同建设单位、监理单位、施工单位沟通,协调人 员、车辆及辅助工具的准备,做好交通的临时管制,并做到隧 道内清洁、明亮、无杂物和和无其他安全隐患。并由施工单 位提供详细的设计、施工及变更资料。同时,检查仪器的电 源电量,保证仪器正常运转,准备备用电源,以备不时之需; 采集工作结束后及时补充电量,保证下次工作的正常进行。 3. 2 介电常数的确定
隧道衬砌检测必须采用屏蔽天线。高频天线发射的雷 达波主频、分辨率、精度较高,但能量衰减较快,探测深度较 浅; 低频天线发射的雷达波主频、分辨率、精度相对较低,但 能量衰减较慢,探测的深度较深。根据不同天线的特点及雷 达型号可选用 400 M 天线或 900 M 天线,并配以测量轮。此 两种天线的分辨率高,适合隧道质量检测中使用。通常,SIR - 20 雷达配 400 M 天线并加测量轮辅助采集的效果较好。 3. 6 雷达检查及保养
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每次检测工作开始前要对仪器进行检查,检查仪器是否运 转正常。对于检查过程中发现的问题要及时解决。仪器使用完
毕后要整理、擦拭干净后归箱放好,以备下次正常使用。 3. 7 数据的采集、记录及整理
数据的采集应由理论及经验丰富的持证上岗人员完成; 数据记录人员应及时、准确的记录数据采集过程( 如检测时 间、检测位置、文件编号、检测里程等) ,并将采集文件分类保 存,如有问题及时向技术人员报告。数据采集完及时将采集 数据报送技术人员,并将记录要点详细说明,以确保数据记 录的完整、清晰。 4结语
在隧道无损质量检测过程中,检测人员不仅要有扎实的 理论基础,而且要有丰富的现场实践经验,从细节着手,做到 以下几点: ( 1) 做好充分的准备工作; ( 2) 选择合适的检测仪 器及相关设备; ( 3) 检测人员必须持证上岗,对仪器工作原 理及各项参数熟悉,具有足够的现场处理能力; ( 4) 采集的 数据要及时报送技术人员,确保数据记录的完整、清晰。
筑,2010,( 26) : 300 - 301. [7] 王菲,田 山 坡,禚 一. 高 墩 大 跨 连 续 刚 构 桥 的 稳 定 性 分 析
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( 下转第 145 页)
收稿日期: 2013 - 03 - 29
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第9 期
刘 尚,邵国涛,吴敏卉: 高墩大跨连续刚构桥施工稳定性分析研究
总第 235 期
980 kN考虑; ( 3) 为施工方便,施工单位要求在梁体上堆放 一些机具。计算时取一端悬臂作用有 8. 5 kN / m 均布荷载, 并在其端部作用有 200 kN 的集中力; ( 4) 最后一悬臂浇筑梁 段不同步施工; ( 5) 顺桥向风载; ( 6) 横桥向风载; ( 7) 施工过 程中挂篮跌落,动力放大系数为 2,即挂篮跌落一侧反向施 加2 倍的挂篮自重。考虑如下荷载工况来检验最大悬臂状 态下稳定特征值的变化情况
在前期工作准备充分,仪器运转良好,参数设置准确的 情况下还会出现的问题: ( 1) 采集不连续,存在不同程度的 信号中断; ( 2) 数据标记及记录混乱,后期处理时无法与实 际里程及位置相校核; ( 3) 天线不能与二次衬砌表面,采集 效果差。 3 数据采集过程中应注意的事项
地质雷达在隧道检测过程中,为保证检测数据的快速、准 确、有效性,避免常见问题的发生,需注意以下几方面的要求。 3. 1 准备工作
由于检测时天线的走向不是真正意义上的直线,而是蛇 形前进,所以,即使是采用测量轮,也应对记录的里程与实际 里程进行核对,以便在后期数据处理时能够更加准确的判断 衬砌质量问题的确切位置。在数据采集过程中,按施工单位 提供的里程桩号做标记 ( 一般采用测量轮模式采集时每 20 m 做一标记,线测时每 10 m 或 5 m 做一标记) ,并区分不 同里程桩号的标记,以便于后期数据处理的方便、准确。例 如: 每 20 m 桩号采用单标,百米桩号采用双标,遇到障碍物 时采用三标等。
2013 年 第 9 期 ( 总第 235 期)
黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI
No. 9,2013 ( Sum No. 235)
GSSI 地质雷达在隧道无损质量检测中的注意事项
吴天军1 ,张秋美2 ( 1. 山西省交通科学研究院; 2. 长安大学)
摘 要: 地质雷达是现在隧道无损质量检测过程中一种非常准确、高效的仪器。检测过程中不仅需要工作人
2. 2 工作人员经验不足 目前该行 业 从 业 人 员 良 莠 不 齐,主 要 存 在 的 问 题 有:
( 1) 部分人员专业知识、工作经验不足; ( 2) 数据采集时仪器 参数设置错误或不准确; ( 3) 采集过程中无法判断数据质量 的好坏; ( 4) 遇到常见的信号问题不能及时处理等。 2. 3 采集的数据质量差
地质雷达( Ground Penetrating Radar ,简称 GPR) 方法是 一种用于探测地下介质分布的广谱( 1 MHz ~ 1 GHz) 电磁技 术。其原理是 : 发射天线向地下连续发射脉冲式高频电磁 波,当遇到有电性差异的界面或目标体( 介电常数和电导率 不同) 时即发生反射波和透射波。接收天线接收反射波并 经电缆传递给主机,在主机显示屏上形成实时的时间剖面。 根据记录到的反射波的到达时间和求得的电磁波在介质中 的传播速度,确定界面或目标体的深度; 同时根据反射波的 形态、强弱及其变化等因素来判定目标体的性质。探测原理 如图 1 所示。
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( 上接第 143 页) 3ห้องสมุดไป่ตู้ 4 检测车的使用
隧道检测通常检测拱顶、左右拱腰及左右边墙,但隧道 拱顶及左、右拱腰的位置较高,采集困难,必须辅助以机械。 一般采用高空作业车作为检测车辆,高空作业车的作业臂升 降灵活,并带有防护设施,但是当地面不平稳时宜产生晃动; 若现场条件不允许,可自行焊接工作平台并连接、加固到其 他车辆上面作为检测设备。检测过程中必须保证检测车平 稳前进,减少晃动,检测车上面的工作人员必须系好安全带, 确保工作安全。 3. 5 雷达天线的选用
介电常数直接影响衬砌厚度的判断,因此需特别重视。 常用的方法是在已知衬砌厚度的部位或材料与配合比同隧 道衬砌相同的其他预制件上采集一段数据,再通过调整介电 常数使数据显示厚度与实际厚度一致,并把此介电常数作为 最终值; 或者采用钻芯取样的方法来判断介电常数。对于不 同配合比的混凝土其介电常数不同,所以不同的衬砌应采用 不同的介电常数。 3. 3 里程的标记
参考文献: [1] 高文号. 浅谈地质雷达在隧道衬砌检测中的应用[J]. 合肥: 工
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图 1 地质雷达探测原理示意图
2 地质雷达检测过程中常见的问题 目前隧道检测过程中多采用连续测量的方式。要保证
数据采集的连续性,不仅需要工作人员有丰富的理论知识, 而且要做好充分的准备工作,以保证采集数据的质量。常见 的问题主要有以下几点。 2. 1 准备不充分
前期准备是一项非常重要也非常必要的工作,主要会存 在以下几点问题: ( 1) 与相关单位 ( 如建设单位、施工单位 等) 沟通不到位,工作落实情况差,现场清理不干净,杂物堆 积; ( 2) 没有实行有效的交通管制,检测现场干扰大; ( 3) 里 程标记不清楚、不准确; ( 4) 检测工作开始前未检查电源电 量及仪器的信号状态; ( 5) 二次衬砌的相对介电常数不准确 等。
表 2 12# 墩最大悬臂各工况稳定分析结果
工况
稳定特征值
失稳模态
1
19. 6
顺桥向失稳
2
19. 5
顺桥向失稳
3
19. 6
顺桥向失稳
4
20. 1
顺桥向失稳
5
20. 2
顺桥向失稳
由表 2 中数据可知,12# 墩最大悬臂状态下最小稳定特 征值为 19. 5,说明结构在最大悬臂状态下具有较好的稳定 性。由工况 2、3 和工况 4、5 可以看出顺桥向风荷载对结构 在最大悬臂状态下的稳定性最不利。由工况 1、3 可以看出 横向风荷载对结构在最大悬臂状态下的稳定性无影响。由 工况 2、4 和工况 3、5 可以看出挂篮跌落造成的一侧失重,使 墩的稳定特征值有所增加,这是因为在特征值屈曲时没有考 虑材料非线性和初始几何缺陷的结果。 4 结束语
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