铁路隧道无损检测实施方案.docx

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铁路隧道无损检测实施方案

铁路隧道无损检测实施方案

XXXX铁路增建第二线

隧道无损检测方案

结构工程试验中心

二〇一〇年七月二十一日

XXXX铁路增建第二线

隧道无损检测实施方案

一、检测工作内容及方法

（一）检测目的

XXXX铁路增建第二线周家湾至虎石段隧道施工完成后，为了保证隧道施工质量，对其进行检测，根据检测结果，确定施工质量是否满足设计要求和有关规范的要求。

（二）检测内容及项目

按甲方要求乙方对XXXX铁路增建第二线周家湾至虎石段共11座隧道二次衬砌进行无损检测,内容包括:

1、隧道二次衬砌厚度;

2、隧道衬砌背后空洞情况;

3、二次衬砌混凝土密实情况;

4、二次衬砌配筋及拱架情况。

检测时，沿隧道衬砌纵向布置测线，布置6条测线，分别为拱顶、左右边墙、左右起拱线、仰拱，对隧道全长进行检测，

（三）检测方法

隧道二次衬砌质量检测采用地质雷达法。

（四）试验执行标准

《铁路隧道工程施工质量验收标准》TBl0417—2003

《铁路工程物理勘探规程》TBl0013—2004

《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TBl0223—2004

设计、施工图纸和资料

二、隧道衬砌检测实施方案

（一）检测设备

主要检测设备见下表：

主要检测设备表

序号

名称

型号

产地

数量

出厂时间

状态

1

地质雷达主机

TerraSIRch

SIR-3000

美国

1

2007.1

-2008.6

良好

2

地质雷达天线

900MHz

美国

1

同上

良好

3

地质雷达天线

400MHz

美国

1

同上

良好

4

地质雷达天线

100MHz

美国

1

同上

良好

5

高空检测车

现场自制

/

1

/

良好

（二）检测前准备

1、检测前的准备工作:

收集隧道工程地质资料、施工图、设计变更资料和施工记录;

制定检测计划，选定技术参数;

进行现场调查，做好测量里程标记。

检测时应遵守有关安全规定，配备必要的安全防护人员及设备。

2、检测设备、照明机具工作电源要保证电量充足，能够保证一天的正常使用。

3、雷达主机、显示器、天线、电缆等设备之间连接良好，设备工作正常。

4、需要分段测量时，相邻测量段接头重复长度不应小于1m。

5、提前准确标记测量位置里程。

标记确定采用逢50米打双标，每5米1单标的里程标记方式。

记录标记里程与现场标记里程允许误差±10cm。

具体测线位置标记如下图所示：

标线示意图

6、测线布置应符合下列规定：

隧道施工过程中质量检测应以纵向布线为主，环向布线为辅。

纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰、左右边墙和隧底各布1条;环向布线可按检测内容和要求布设线距，一般情况线距8-12m;采用点测时每断面不少于6个点。

检测中发现不合格地段应加密测线或测点。

隧道竣工验收时质量检测应纵向布线，必要时可环向布线。

纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰和左右边墙各布1条;横向布线线距8-12m;采用点测时每断面不少于5个点。

需确定回填空洞规模和范围时，应加密测线或测点。

三线隧道应在隧道拱顶部位增加2条测线。

7、检测前，应先搭建隧道衬砌雷达检测台车，以便天线能到达检测测线。

隧道衬砌雷达检测台车搭建方法如本方案附图所示。

8、记录布置测线位置，准备受检隧道设计衬砌厚度（其中边墙衬砌设计厚度按内轨顶面以上1.0m计），格栅、拱架设计区段及间距，围岩类型等资料，供现场数据采集参数设置和后期资料处理使用。

9、雷达天线频率的选择及测线的布置

根据以往进行地质雷达检测的经验，采用高频天线检测精度较高，但测量范围较小，采用低频天线检测精度较低，但测量范围较大。

因此，针对本次检测的内容，决定采用400MHz的雷达线6条测线。

在现场利用工程检测车以小于5公里/小时的车速进行检测。

对于有疑问处，采用钻芯取样进行破检检测。

现场检测的测线分布及检测情况见下图。

雷达测线纵断面布置图

雷达测线横断面布置图

检测方式图

10、介质参数的标定

1）检测前应对衬砌混凝土的介电常数或电磁波速做现场标定，且每座隧道应不小于1处，每处实测不少于3次，取平均值为该隧道的介电常数或电磁波速。

当隧道长度大于3km、衬砌材料或含水量变化较大时，应适当增加标定点数。

2）标定可采用下列方法：

在已知厚度部位或材料与隧道相同的其他预制件上测量；

在洞口或洞内避车洞处使用双天线直达波法测量；

钻孔实测。

3）求取参数时应具备以下条件

标定目标体的厚度一般不小于15cm，且厚度已知；

标定记录中界面反射信号应清晰、准确。

4）标定结果应按下式计算：

式中

——相对介电常数

——电磁波速（m/s）

——双程旅行时间（ns）

——标定目标体厚度或距离（m）。

（三）现场检测工作

1、现场检测人员要保证雷达天线密贴衬砌表面行进。

2、现场检测人员密切配合，保证天线实际检测位置与标记线位置吻合。

3、检测天线应移动平稳、速度均匀、考虑仪器扫描速度与实测条件，天线移动速度宜为3～5km/h匀速前进。

4、现场记录要保证记录测线号、方向、标记间隔及天线类型等，随时记录现场产生电磁波干扰的物体（如渗水、电缆、铁架等）及其位置。

5、纵向布线应采用连续测量方式，扫描速度不得小于40道（线）/s;特殊地段或条件不允许时可采用点测方式，测量点距不得大于20cm。

（四）检测成果判析及质量评定

1、数据处理

地质雷达资料反映的是地下介质的电性分布，将其转化为地质体分布，必须把地质、施工、地质雷达等方面的资料有机结合起来，以此获得检测对象的整体图像。

雷达探测的所有记录数据，在现场回放并转储在计算机硬盘上，室内使用微机进行分析处理。

数据与资料的处理分为两个阶段：

一是将记录数据处理成图像，从图像上进行巡视，确定标志层与异常，分析异常处的相位特征、频率特征等参数；二是用专用软件包对所确定的异常进行处理。

处理及分析过程包括如下主要模块：

零时间的设置、随机漂移的去除、增益处理（包括AGC、函数、线形、指数、手动等增益处理）、能量补偿处理、道平均处理、一维和二维滤波、反褶积、小波变换、预测水平滤波、二维谱分析、时深转换、空间预测滤波、奇异点去除、信号及能量校正。

数据处理与解释可采用下列流程：

数据处理时应：

确保位置标记准确、无误；确保信号不失真，有利于提高信噪比。

数据解释工作应符合下列规定:

解释应在掌握测区内物性参数和衬砌结构的基础上，按由已知到未知和定性指导定量的原则进行；

根据现场记录，分析可能存在的干扰体位置与雷达记录中异常的关系，准确区分有效异常与干扰异常；应准确读取双程旅行时的数据；解释结果和成果图件应符合衬砌质量检测要求。

衬砌界面应根据反射信号的强弱、频率变化及延伸情况确定。

衬砌厚度应由下式确定:

式中　d--衬砌厚度（m）;

εr--相对介电常数;

t--双程旅行时间（ns）;

v--电磁波速（m/s）。

2、隧道衬砌中各类缺陷判析

1）衬砌背后回填密实度的主要判别特征：

密实：

信号幅值较弱，甚至没有界面反射信号；

围岩

模注衬砌

衬砌与围岩雷达反射剖面示意图

空洞：

衬砌界面反射信号强，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号，两组信号时程差较大。

空洞雷达反射剖面

脱空雷达反射剖面

不密实：

衬砌界面的强反射信号同相轴呈绕射弧形，且不连续，较分散；

不密实雷达反射剖面

2）钢架、钢筋位置分布的主要判别特征：

钢架：

分散的月牙形强反射信号；

钢架雷达反射剖面示意图

钢筋：

连续的小双曲线强反射信号。

钢筋网雷达反射剖面示意图

3、地质雷达法的采集数据检查为总工作量的5%，检查资料与被检查资料的雷达图像应具有良好的重复性、波形基本一致、异常没有明显位移。

4、检查资料质量评定应符合下列规定：

衬砌背后回填密实度和空洞的检查点相对误差小于10%为合格，衬砌混凝土厚度的检查点相对误差小于15%为合格；

合格的检查点数大于总检查点数量的90%为合格。

（五）提交的检测成果

提交的检测报告包括：

隧道二次衬砌厚度、隧道衬砌背后空洞情况、衬砌厚度数据、背后空洞分布情况、围岩状况分析报告、二次衬砌混凝土密实情况、二次衬砌配筋及拱架情况。

及时向甲方及监理提交检测结论及补救措施，以指导下一阶段的施工。

现场检测数据要求规范化，记录纸按规定格式用钢笔书写，字迹工整、清晰、准确、完整，保证所记录的信息能使已完成的检测具有追溯性。

检测数据处理要保证科学、准确、公正，严禁任何形式的篡改、编造等弄虚作假行为。

检测数据处理过程要保证快速、准确，不影响工程的下道工序进行。

检测结果要真实可靠，检测结果须经专业负责人科学分析判定后，由项目总工（技术负责人）审核签认。

1、中间结果

（1）对影响下道工序施工的检测项目，检测单位应在检测完成后24小时内将检测结果或对质量的分析判断结果按附表格式及时反馈给施工单位和监理单位；对于重大质量问题应在6小时内将结果报送给公司。

（2）对未有时间要求的检测项目，检测单位在检测任务完成后一周内将结果按附表格式反馈给施工单位和监理单位。

2、正式报告

（1）隧道无损检测报告应以单位（项、元）工程（如1座隧道的衬砌质量检测或某标段范围内的项目检测）检测完成后，按附录格式进行组装成册出具检测报告，并按建设单位规定的时间和份数整理装订好并报送监理单位一份和送交施工单位五份。

（2）考虑工程特点及施工进度的要求，提高无损检测报告的时效性，正式隧道检测报告按每座隧道全部检测内容为一单元进行组册出具。

3、正式报告格式要求

（1）检测报告应准确、完整，数据应真实、齐全。

内容应包括:

检测项日、检测方法、采用的仪器和设备、工作布置和工作量、检测数量、抽验地段及结果、资料处理和解释、结论。

（2）检测报告采用统一的格式，检测报告的封面和正文统一采用A4纸，计算机打印成稿，签字人必须手签；所用计量单位及名词术语符合有关标准、法规的要求。

（3）检测报告编写、校核、授权签字人员签字，加盖检测单位检测专用章和计量认证CMA章（加盖在报告的左上角）等要齐全。

（4）隧道检测报告编号统一采用“标段名称-施工单位第一个拼音字母缩写-隧道名称第一拼音字母缩写-检测”的隧道检测报告。

（5）检测报告所附的资料表和成果图件内容需包括:

测网布置平而图，含测线的位置、方向和里程等；

衬砌厚度纵剖面图；

隧道的衬砌厚度检测结果、衬砌背后回填情况统计、钢架和钢筋分布及衬砌质量汇总等资料表。

4、无损检测报告组装格式要求

各检测单位在检测单元（位、项）工程检测完成后，应按下列要求进行组册：

（1）封面

（2）目录：

检测情况报告、附件等

（3）内容：

至少要包括检测情况报告文字说明（依据、方案、方法、出现问题及处理情况、结论等）、检测报告和有关原始记录或图表等。

（4）检测报告的格式样本。

5、汇总报告

整个项目检测完成后，在1个月内完成最终检测报告，整理成册报业主一式8份。

正式报告均交由施工单位汇总归档，并纳入竣工文件移交。

距

离

（m）

（us）

地质雷达分析隧道衬砌厚度、背后空洞及围岩状况图

地质雷达分析处理结果图

（六）不合格处理项

在检测过程中发现不合格项后，首先检查仪器设备是否正常，现场操作是否存在疏漏，必要时采用不同仪器进行对比检测，如果检测结果一致，则对检测不合格项进行确认，并在第一时间上报指挥部和监理单位。

如施工单位对检测结果存在疑问，检测单位应向施工单位及现场监理了解工程施工情况，进行必要的说明，必要时建议业主会同施工、设计、监理及检测单位召开会议进行会商。

对已确定的不合格项，施工单位应制定处理方案并报监理审定后实施。

不合格项处理后，应及时向检测单位报请复检，直至检测合格为止。

附图：

隧道衬砌雷达检测台车搭建方法