地质雷达法检测隧道衬砌施工质量技术总结

一、前言

二、地质雷达法检测内容

三、铁路隧道衬砌知识和评价标准

3.1隧道衬砌设计知识

3.1.2某高铁隧道围岩类别参数表

3.1.3隧道分部工程、分项工程设计要求

3.2掘进方式和衬砌工艺对衬砌质量的影响

3.2.1隧道掘进方式

3.2.2隧道衬砌施工工艺对衬砌质量的影响

四、隧道地质雷达法现场检测

4.1检测准备

4.1.1隧道踏勘

4.1.2测线布置

4.1.3检测台车

4.2选择雷达工作参数

4.3现场检测注意要点

4.4雷达操作注意事项

4.5外界因素对雷达图像的影响

五、雷达数据处理

5.1地质雷达数据处理要点

5.1.1雷达波形特征

5.1.2雷达数据分析处理关键

5.1.3拾取反射层

5.1.4判释图像

5.1.5介电常数的确定

5.2美国劳雷SRI-3000型地质雷达数据处理

六、雷达资料解释和衬砌质量评价

6.1典型雷达图像、缺陷图像特征及分析

6.2影响雷达测试精度的因素

七、目前地质雷达法检测应用现状及存在的问题

一、前言

近年来地质雷达法广泛应用于铁路公路水电隧道衬砌施工质量检测。作为一种无损检测手段，地质雷达法可以有效评价既有隧道安全质量状况，及时发现新建隧道质量缺陷，在施工阶段对隧道施工质量进行过程控制。毫无疑问，地质雷达法在近年来铁路隧道质量控制方法发挥了极其重要的作用，尤其是在铁建设[2011]172号文发布以来，对隧道衬砌进行第三方质量检测，这对在建隧道质量控制起到了积极而有效的作用。

地质雷达法作为一种物探方法应用于质量检测上，由于人为或技术上的一些原因，此方法仍存在很多缺点和不足，有待我们共同解决。

二、地质雷达法检测内容

地质雷达法检测隧道施工质量主要有以下内容：检测隧道衬砌厚度；检测隧道衬砌内部和背后的密实和脱空程度，主要为衬砌内部混凝土密实性，二衬与初支、初支与围岩间的密实和脱空程度；初支内部钢拱架及二衬内钢筋分布等。

地质雷达法检测隧道主要为在建铁路检测和运营铁路检测，在建铁路检测主要为初支完成后的检测和二衬完成后的检测。初支完成后的检测能够有效的发现初支厚度、与围岩的密实和脱空程度，初支内钢架的分布。二衬完成后的检测能够发现衬砌的厚度、二衬内部混凝土的密实性及二衬与初支的密实和脱空程度。

三、铁路隧道衬砌知识和评价标准

3.1隧道衬砌设计知识

3.1.1隧道衬砌类型

隧道衬砌主要有整体式衬砌、喷锚衬砌以及复合式衬砌等几种。

复合式衬砌是初期支护、二次衬砌加中间的防水板组成，是新奥法的主要支护形式，外层用喷锚做初期支护，内层用模筑混凝土做二次衬砌的永久结构。复合式衬砌中喷锚支护是柔性结构，充分利用围岩的自承能力和围岩密贴，共同变形。喷锚支护作为初期支护，和二次模筑混凝土都是永久结构受力的部分，且在设计上认为，复合式衬砌中的初期支护是受力的主要部分，承担了结构受力的70%～80%。

整体式衬砌是单独的混凝土衬砌，矿山法多用此支护形式，现在多用于明

洞等衬砌。

喷锚衬砌是指以喷锚支护作永久性衬砌的通称，喷锚支护作为永久结构。

在铁路隧道设计中，围岩分为Ⅰ～Ⅵ级。根据隧道内围岩基本分级，设计上采用不同的支护方式和衬砌类型。下面将《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）、《新建时速200-250公里客运专线铁路设计暂行规定》铁建设[2005]140号、《高速铁路设计规范（试行）》TB10621-2009三本规范中隧道衬砌条文进行了摘录。

（1）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）

第7.1.1条规定：隧道应设衬砌，并应优先采用复合式衬砌，地下水不发育的Ⅰ、Ⅱ级围岩的短隧道，可采用喷锚衬砌。

第7.1.2条规定：1.隧道应采用曲墙式衬砌，Ⅵ级围岩的衬砌应采用钢筋混凝土结构。2.因地形或地址构造等引起有明显偏压的地段，应采用偏压衬砌；Ⅴ、Ⅵ级围岩的偏压衬砌应采用钢筋混凝土结构；Ⅳ级围岩的偏压衬砌也宜采用钢筋混凝土结构。6.单线Ⅲ级以上、双线Ⅲ级及以上地段均应设置仰拱；单线Ⅲ级、双线Ⅱ级及以下地段是否设置仰拱应根据岩性、地下水情况确定；不设仰拱的地段应设底板；底板厚度不应小于30cm，并应设置钢筋，钢筋净保护层厚度不应小于30mm。

7.2.1条规定：复合式衬砌的初期支护，宜采用喷锚支护；二次衬砌宜采用模筑混凝土，二次衬砌宜为等厚截面，连接圆顺。复合式衬砌设计参数见表7.2.1-2,和7.2.1-3，喷锚式衬砌设计参数见表7.2.2。

7.2.5条规定：衬砌仰拱应具有与其使用目的相适应的强度、刚度和耐久度。仰拱厚度宜与拱、墙厚度相同。

（2）《新建时速200-250公里客运专线铁路设计暂行规定》铁建设[2005]140号

7.3.1条规定：隧道衬砌类型选择应符合下列规定：1.暗挖隧道应采用复合式衬砌；2.明挖隧道宜采用整体式衬砌；3.不应采用喷锚衬砌。

7.3.2条规定：Ⅲ～Ⅵ级围岩隧道衬砌应采用曲墙有仰拱的形式。Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌可采用曲墙设底板的形式。

7.3.3条规定：隧道衬砌内轮廓宜接近圆形，边墙与仰拱应圆顺连接。

7.3.4条规定：隧道衬砌混凝土强度等级不应低于C25，钢筋混凝土强度等

级不应低于C30。Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌底板厚度不应小于30cm，混凝土强度等级不应低于C30，并应配置双层钢筋。仰拱填充混凝土强度等级不应低于C20，仰拱与仰拱填充混凝土应分开施工。

（3）《高速铁路设计规范（试行）》TB10621-2009

8.3.1条规定：暗挖隧道应采用复合式衬砌、明挖隧道应采用整体式衬砌。

8.3.3条规定：Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌宜采用曲墙带底板的结构形式，Ⅲ～Ⅵ级围岩隧道衬砌应采用曲墙有仰拱的结构形式。

8.3.4条规定：隧道衬砌内轮廓宜采用圆形断面，单线隧道可采用三心圆断面，边墙和仰拱应圆顺连接。

8.3.5条规定：隧道衬砌混凝土强度等级不应低于C30，钢筋混凝土强度等级不应低于C35，Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌底板厚度不应小于30cm，混凝土强度等级不应低于C35，并应配置双层钢筋，仰拱填充混凝土强度等级不应低于C20。

8.3.6条规定：隧道二次衬砌Ⅳ～Ⅵ级围岩地段宜采用钢筋混凝土；Ⅰ～Ⅲ级围岩地段宜采用混凝土，并可掺加一定比例的纤维。

3.1.2某高铁隧道围岩类别参数表