5地质雷达法测二次衬砌厚度及空洞比对试验指导书

测线部位
天线频率 （MHz）
环境条件 测线位置
第页共页
《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223­2004
检测日期
备注
现场检测情况说明
检测人员：
记录人员：
复核人员
f 150 x r
式中， x 为空间分辨率(单位：m)， r 为背景场的相对介电常数。 ② 时间窗口 时间窗口由探测深度 D （单位：m）和介质中电磁波速度 v （单位：m/ns） 所决定。时间窗口 W (单位：ns) 的计算公式为：
W 1.3 2D 1.3 2D
v
c
c （单位：m/ns）为电磁波在空气中的传播速度。式中时窗的取值一般要增 加 30%，目的是为目标深度的变化留点余量。
1、测线布置 执行《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》相关条目规定要求，其中测线布置、
里程标记符合《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223—2004 4.2.1 要求。 检测时，通常以布置纵向测线为主，横线测线为辅，必要时增加加密测线。
通常纵向测线沿隧道在隧道拱顶、左右拱腰、左右边墙、左右仰拱各布置一条平 行于洞轴的雷达测线，共计 7 条雷达测线，三线隧道可在拱顶增加两条测线，隧 道仰拱测线根据现场需要进行布置，一般布置在隧道左右侧仰拱中线部位，测线 布置如图 1 所示。
① 眼睛紧盯屏幕，时刻关注雷达图像的变化，对雷达图像异常段做好记录， 重点记录下里程，以便必要时可以进行复检；
② 控制好天线的耦合情况，保证天线紧贴检测面，以减小天线的晃动；
③ 现场探测时尽量保证雷达天线平稳匀速前进，探测过程中尽量减少停顿， 如果中途有停顿应及时记录下停顿位置；
④ 有可能的话应清除地面的金属和非金属物，使得场地平整，在干扰影响 较大的地方尽量使用屏蔽天线，另外适当加大发射波的叠加次数，能增强有效信 号削弱干扰信号；
左拱腰测线
拱顶测线
右拱腰测线
左边墙测线
左仰拱测线
右仰拱测线
右边墙测线
图 5-1 雷达测线布置断面示意图
2、现场测试注意事项 （1）用皮尺在检测对象上每 5 米或 10 米标记或借用现场的里程桩号。 （2）在进行地质雷达数据采集之前首先要明确探测的目的，了解工区的自 然条件，周围有无干扰源，制定好探测方案，布置好测线。 （3）检查测线是否紧邻电缆、电磁源等干扰，如有，应调整测线位置。 （4）连接地质雷达检测系统。 （5）按照要求标定隧道混凝土的相对介电常数。对混凝土的介电常数或电 磁波速度进行现场标定，标定方法可采用以下三种方法：
① 在已知厚度且材料与隧道衬砌相同的其它预制件上测量； ② 在洞口（明洞）或洞内避车洞处使用双天线直达波法测量； ③ 钻孔实测。 （6）选择合适的探地雷达参数，主要参数包括天线的中心频率，时间窗口 的长度，采样率，介电常数等： ① 天线的中心频率 电磁波频率越高，分辨率越高，探测深度越小，而电磁波频率越低，分辨率 越低，探测深度越大，因此在满足分辨率和实际情况又允许的情况下，应该尽量 使用中心频率较低的天线。 天线中心频率（单位：MHz）的计算公式为：
里程 K2+360
缺陷里程
KX+XXX～KX+XXX
表 2 衬砌缺陷统计表
缺陷 长度 （m）
测线 名称
缺陷类 型
测线位置
右拱 二衬厚 拱顶中线偏
4
腰 度不足 右约 1.5 米
设计 厚度 （cm）
实测厚 度范围 （cm）
40 20～33
备注 /
工程名称 建设单位 监理单位
填表人
里程
检测部位
隧道基本情况表
地质雷达法测二次衬砌厚度及空洞比对 试验作业指导书
一、适用范围 适用于隧道二次衬砌厚度、二次衬砌内部及背后空洞及不密实情况检测。
二、依据规范 《公路工程竣(交)工验收办法实施细则》（2010 年） 《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223-2004）
三、仪器设备及要求 1、地质雷达及天线： （1）地质雷达主机技术指标应符合下列要求： ① 系统增益不低于 150dB； ② 信噪比不低于 60dB； ③ A/D 转换不低于 16Bit； ④ 信号迭加次数可选择； ⑤ 采样间隔不大于 0.5ns； ⑥ 实时滤波功能可选择； ⑦ 具有点测和连续检测功能； ⑧ 具有手动和自动位置标记功能； ⑨ 具有现场数据处理功能。 （2）地质雷达天线组的技术指标应符合下列要求： ①具有屏蔽功能； ②最大探测深度应大于 2m； ③垂直分辨率应高于 2cm。 2、校准与检定：地质雷达必须校准，检定与校准时间原则上一年一次，如
4、检测方法、频率及结果汇总
5、实体质量检测结果（包括衬砌厚度表、衬砌厚度图、缺陷统计表，格式
详见后面图表）
表 1 衬砌混凝土厚度检测结果统计表
隧道
设计厚 检测 实测厚 检测测 实测厚 检测测 实测厚
里程桩号
备注
名称
度（cm） 测线 度（cm） 线 度（cm） 线 度（cm）
K0+000 XX 隧道 K0+001
⑤ 关闭手机、对讲机等通讯设备。
五、资料处理与成果解释 1、资料处理 将野外采集的数据在室内采用地质雷达对应软件进行处理，处理流程为：将
原始数据切除首尾废段；编辑补齐标记；按 5m 标记对记录进行水平均衡，添加 洞身标，对文件进行分割，零点校正，调节增益，背景除噪、反褶积运算，识别 界面及有效信号，计算确定合适的介电常数，拾取衬砌厚度界面，拾取施工超挖 界面，分析衬砌结构及回填情况，形成数据表格，编写检测报告。
…
拱顶 拱顶 … 拱顶
左拱腰 左拱腰 左拱腰
右拱腰 右拱腰 右拱腰
二次衬砌厚度（cm）
80 70 60 50 40 30 20 10
0 K2+310
设计厚度 实测厚度
K2+315
K2+320
K2+325
K2+330
K2+335
K2+340
K2+345
K2+350
K2+355
图 1 XXX 隧道 K2+310～K2+360(拱顶)里程段衬砌厚度曲线图
2、成果解释 成果解释包括衬砌界面和回填情况的判识。衬砌与围岩的结合状态一般分为 三个等级，即：回填密实、不密实、空洞，其定义为： （1）回填密实：指衬砌与围岩密贴，以及衬砌背后全部用填料或同级混凝土 回填，无空隙、填料密实的情况。
（2）不密实：①衬砌背后不密实，即衬砌背后有局部不密实或存在空隙的情
③ 采样率
采样率是反射波采样点之间的时间间隔。采样率由奈奎斯特（Nyquist）定 律控制，即采样率至少应达到记录的最高频率的 2 倍，采样间隔 t (单位：ns ) 的 表达式为：
t 1000 6f
上式中， f 为天线的中心频率（单位：MHz）。
（7）探地雷达在实际探测过程所遇到的干扰信号大多来自于外界环境，主 要有金属大铁架、地表杂物、通讯设施、地表水以及天线在测量过程中的晃动干 扰等等，针对以上这些干扰，在进行数据采集时应当注意以下几点：
第 页共 页
长度（m）
设计单位
施工单位
设计厚 度 cm）
联系电话
配筋（钢构）情况
二衬钢筋（主筋型号、 初支拱架（型号、
纵向间距）
间距）
砼设计强度 等级
支护类别
备注
工程概况：
施工单位（签字）（章）：
监理单位（签字）（章）：
填报时间：
工程名称
检测仪器/ 设备管理号
序号
检测里程
地质雷达检测原始记录表
检测依据
况；②初支背后不密实，即初支背后有局部不密实或存在空隙的情况；③混凝土
内部不密实，即混凝土内部有局部不密实或存在空隙的情况。
（3）空洞：①衬砌背后空洞，即衬砌背后与初支之间形成空的区域；②初支
背后空洞，即初支背后未全部回填，形成空的区域。
六、报告格式及要求（来自百度文库包含但不仅限于）
1、概述
2、检测依据
3、主要检测仪器及设备
果设备经过维修或摔撞之后或观测数据产生漂移等时需即使在校准周期内也需 再次校准。 三、检测前需要收集以下资料（见附表）：
1、工程名称及建设、设计、监理和施工单位名称； 2、结构或构件名称、设计厚度及配筋（刚构）情况； 3、支护类型、砼强度等级； 4、相关设计图纸、施工记录；
5、结构或构件的检测原因说明。 四、现场测量