023车新庄1号隧道初支检测报告.docx

一、任务依据及目的要求20XX年6月100,受中铁十八局集团蒙华铁路MHTJ-5标段项目经理部的委托，天津中铁工程检测有限责任公司采用地质雷达探测方法，对车新庄1号隧道衬砌质量进行无损检测。目的是查明该隧道衬砌密实度、空洞、钢架间距等内部结构的情况。二、执行规范及文件铁路工程物理勘探规程(TB10013-2010)铁路隧道衬砌质量无损检测规程(TBlO223-2004)高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10751-2010)车新庄1号隧道设计图纸及相关资料三、雷达工作原理和探测方法1 .工作原理K-2型地质雷达主要由控制单元、天线和界面单元组成，控制单元是雷达的核心部分，它是在计算机的基础上配合信号发生触发器、A/D转换器共同组成。地质雷达工作时向地下发射高频电磁波，当遇到不同介质分界面时产生的回波由天线接收极接收，反射界面的深度可由公式D=V*t2=C*t2(r%)求得。(图1)K-2型地质雷达工作原理示意图(C为电磁波在空气中的介电常数，t为电磁波在衬砌介质中的双程旅行时间，r为介质的相对介电常数值)。其中雷达波在不同介质中的传播速度是不一样的，因此我们需要对不同介质的层设置不同的雷达波速，以得到精确的分层厚度值。一般我们采用钻孔取芯的方法或在已知厚度的地方做实验得出真实的波速值。波速值的求法是根据波在介质中的双程走时时间是不变的原理来求得的，即DlV1=D2V2=Zt淇中，Dl为钻孔取芯得到的实际介质分层厚度，Vl为我们需要求的雷达波速值，D2为从雷达图上读出的介质分层厚度，V2为在测量前事先设定的雷达波速。2 .探测方法对地下隐蔽物进行探测时，将雷达天线在地面上拖动，高频电磁波由天线进入土层中；当电磁波遇到地下的各种媒质的地层（混凝土、土壤、岩石、金属、或各种管线等）时，产生反射，并被接收天线所接收。隐蔽物的位置可以直接由天线的定位系统给出，深度可以由以下公式得出：d=v*t2式中：d为地下隐蔽物的深度；V是电磁波在地下的传播速度；t为电磁波的双程传播时间。因为电磁波的传播时间可以直接在雷达图上读出，所以只要知道波速，就可以准确得到隐蔽物的深度。某一地区媒质中电磁波速度通常可以用以下两种方法得到：1）在现场通过一个已知隐蔽物的深度，然后由上式反推出电磁波在该地区媒质中的传播速度；2）对于介质中的波速，可以由公式v=C/2得到。其中，C为电磁波在空气中的传播速度（30cmns）,£为介质的介电常数。因此，只要得到该地区媒质的介电常数，就可以算出电磁波在地下的传播速度。说明：设置的速度是根据衬砌类型及混凝土等级估算出来的：衬砌混凝土V=9cmns.常见介质的介电常数和波速范围表（1）介质O/(sml)lV/(mns)花岗岩（干）IO-850.15花岗岩（湿）10370.1灰岩（干）10970.11灰岩（湿）2.5×W28砂（干）1(PIOF460.15砂（湿）1041()-2300.06粘土（湿）10I18120.06土壤1.4X10<5.OX1(226150.13-0.17混凝土6.40.10-0.12沥青350.12-0.18冰3.20.17纯水IO-MXlO-2810.033空气O10.30黄土2.7×IO-440.14四、仪器设备本次使用的地质雷达是意大利IDS公司生产的RIS-K2探地雷达，是一种高科技无损检测设备，配备有80MHz、600MHz、1600MHZ等频率的天线，使用IDS-K2现场数据采集软件及IDSGRED/IN/LAYERING后处理软件等，能够快速、方便、精确的分辨出衬砌的厚度、空洞、内部结构等情况。1 .此次检测所用设备及软件： 三通道数据采集单元AU-CU2 VA600MHz屏蔽天线 IDS-K2现场数据采集软件 IDSGRED/IN/LAYERING后处理软件 博泰克RIS-K2数据采集相关配置硬件2 .选用设备特性 双通道主机AU-CU2有两个天线接口，可进行多种天线组合。 VA600MHz天线进行隧道检测，一次扫描可以同时检测浅层和深层目标，能够满足对不同深度和不同分辨率的要求；VA600MHz天线能高精度分辨1.5米深度范围的目标，一次扫描便可完成检测任务并得到一张雷达图。 IDSGRED/IN/LAYERING软件能够自动处理雷达数据，分析衬砌分层厚度，隧道内存在的空洞，自动绘制衬砌分层图，加注说明性文字标识异常位置等功能。五、测量参数的设定本次隧道衬砌检测使用VA600MHz的屏蔽天线，天线采用垂直探测无测量轮的模式，以连续剖面的记录方式采集数据，为满足检测深度和精度要求，时窗长度40ns,扫描速度为512扫/秒，A/D转换率16bit,分辨率5psec°六、雷达检测条件及测线布设1 .雷达检测条件根据表1及实测结果统计，金属、混凝土和空气的介电常数存在一定的差异，满足地质雷达检测的地球物理前提。2 .测线布设本次衬砌检测共布置3条测线：分别布置于（1）拱顶，（2）左拱腰，（3）右拱腰。其中，七、报告结论车新庄1号隧道检测里程段衬砌混凝土密实度、厚度、拱架间距内部结构等参数满足设计要求。检测里程如下：拱顶(DK293+070DK293+020).左拱腰(DK293+130DK293+115DK293+105-DK293+085>DK293+070DK293+020)o右拱腰(DK293+100DK293+025).车新庄1号隧道初期支护(地质雷达法)检测结果表序号检测里程岩别围级钢架布置及检测情况衬砌空洞衬砌厚度(Cm)左拱腰拱顶右拱腰设计值平均值检测点数合格点数合格率(%)设计值(cm)检测情况是否有空洞检测情况1DK293+130Vb级60实测拱架147相，满足设计要求。衬砌背后填充密实，未发现空洞现象。2729100100I(X)2DK293+120Vb级6027283DK293+115Vb级6027274DK293+105Vb级6027295DK293+100Vb级6027276DK293+090Vb级6027287DK293+080Vb级6027298DK293+070Vb级6027299DK293+060Va级75252710DK293+050Va级75252711DK293+040Va级75252712DK293+030Va级100232513DK293+020Va级1002325八、技术说明1、由于本雷达的技术特征是雷达能量图，所有缺陷数据均以表格的形式做出，缺陷的数据是根据参考图例人工判断。2、信号采集过程中检测路线位置，检测面的平整程度及工作环境中可能存在电磁波等影响，造成各种干扰波，以及对于不同的解译人员，其在对地质雷达图像进行解译时也会存在一定的误差，误差在10-20%。3、专业术语解释：“深”度的基准面为二次衬砌表面；“欠厚”指该里程段衬砌的最小厚度；脱空：指衬砌背后没有或部分回填，衬砌背后有明显空隙、空腔和空洞。一般包括：脱空(212.5cm)、少量脱空(W12.5cm).不密实：指衬砌背后全部用填料回填，但填料内孔隙率较大。九、总结与建议1、车新庄1号隧道拱架间距满足设计要求。2、车新庄1号隧道衬砌背后不存在不密实。3、车新庄1号隧道衬砌厚度满足设计要求。4、检测报告仅说明本次衬砌检测部位施工质量的高低。5、对检测报告若有异议，请于接到报告之日起15日内提出。