公路隧道衬砌混凝土厚度及密实性检测试验陈龙进

陈龙进

（浙江公路技师学院，浙江杭州310023）

摘要：根据公路隧道初期支护条件,制定了全尺寸衬砌模型。在模型中模拟隧道的典型缺陷，比如说初始支护的空洞、回填不密实等缺陷。地质雷达是用来进行试验的。实验结果表明,不同频率的雷达天线,异常体的测试结果有显著差异,表现出自己的优点和缺点;结合标定,相对介电常数的参数设置、长距离、归一化脉冲选择响应滤波器和天线使用等方面提出了相应的建议。工程技术人员隧道初期支护的地质雷达探测。在本文中,建立实验模型已知的衬砌背后回填不密实的地质雷达,等后面的典型缺陷检测腔,得到隧道衬砌缺陷雷达模拟扫描通过这些结果的特征进行了分析,这有助于提高效率和未来的场景解释检测结果的准确性,可以进一步深化对隧道初期支护的地质雷达在检测中的应用研究。

关键词：公路隧道施工；混凝土厚度；密实性检测；

引言：

公路隧道工程施工中存在的许多质量问题都是由施工隐患引起的。因此,及时发现和消除质量缺陷是十分必要的。目前,隧道初期支护衬砌厚度和密实度的检测是隧道施工质量检测项目中必不可少的项目。主要是基于探地雷达方法和钻井方法。探地雷达具有快速无损检测的特点。它是测试单元的首选方法,但影响该方法精度的因素很多。如果对检测过程中的因素进行记录和分析是不够的,则可能导致测试结果的失真。本实验为3.5m×1.0m×0.7m实验模型的具体尺寸（长×宽×高），以40cm厚的混凝土早期的模型支持在岩底层，和空在上集密集性缺陷和非，与混凝土厚度30cm的隧道初期支护喷射混凝土，在这一层设置了钢支撑模型，成型后的测试模型。

1测试方案

本试验采用的是SIR-3000型地质雷达是用于实验。匹配屏蔽天线为900MHz和400MHz。在试验模型试验之前，对已知厚度、与模型混凝土强度一致的混凝土试件（材料配合比和成型方法）进行了试验。具体尺寸为×0.4×0.33m（长*宽*高）。通过测试，可以确定主机、天线和输出设备是否正常运行，或者通过测试数据计算出被测结构的相对介电常数。

1.1相对介电常数的计算

混凝土衬砌截面的相对介电常数一般在实际隧道检测前标定。每个隧道应大于或等于1，实际测量的每一个都大于或等于平均相对介电常数的3倍。对于长隧道，应增加分界点的数量。的校准目标体的厚度一般大于等于15cm，和厚度是已知的，和校准记录的反射信号应清晰准确。校准结果按公式计算。通过标定相应尺度，确定双向行程时间值的关键，确定反射界面的识别组合，确定反射界面识别的重要原理，由反射系数确定反射界面识别。雷达波反射信号的振幅与反射系数成正比。从公式可以看出,在界面两侧电磁介质的差异越大,反射波就越强。当电磁波进入介质常数很小的介质时,反射系数为负,即反射波振幅的响应。另一方面,反射波的振幅与入射波从低速到高速介质的振幅相同,这是确定界面两侧介质性质和性质的重要依据。

1.2实际模型测试

雷达具体测试结构模型时,主要参数是通过连续测量方式建立的。以下测试是根据以前的测试,如时间和其他参数进行调整,并收集相应的数据。最后,比较参数变化前后的数据。

测试的模型沿长度方向设置(3.5米长),通过人工对天线模型表面上滑动沿直线在移动天线的方向是不变的,每隔0.5m设置为每个标记,标记,研究人员注意到插入标签天线,主机操作员手动插入标记对试验数据。

2测试结果分析

综合试验方案,分别从异常体在数据扫描图上的反应,时长参数选择、距离归一化处理,脉冲响应滤波,天线的选择方面进行了重点阐述。

2.1异常体测试结果分析

从雷达数据的分析结果,900MHz天线嵌入在试验钢的支持是非常明显的,但在缺乏敏感性的内部缺陷的检测,明显的异常反应的模拟缺陷腔背后的主要支持不足,同时一个网格设置一些段落,没有表现出明显的异常。400mhz天线测量预埋钢支撑是非常明显的,但与900MHz天线测试结果表现出一定的异常减弱设置背后的空虚或不致密缺陷模型的主要支撑部分的异常反应,同时异常体的空间结构也比较小,身体将不可避免地导致异常对之间的相互干扰。对上述测试结果的分析只能反映异常存在的情况,但难以确定异常体的大小、深度等具体定量信息。

2.2记录长度的选择

雷达数据的记录长度,也称为时间窗的长度,是以纳秒为单位的。时间窗的选择原则既不太小,也不能选择太大。太小很容易丢失重要数据,而且太大,无法降低纵向分辨率。一般来说,探测深度大约是靶体的1.5倍,与靶体大致相同。目标体的反射信号适用于采样时间窗的1/3-2/3范围,以避免未来信号处理带来的边缘干扰。另外,增加时间窗的长度的目的是为了给目标体的速度和深度的变化留下余量。对0.7m厚度模型的实际结构,对深度的实验数据结果为0.5m,结构层的有效厚度,为1.3m数据分析的结果,在结构层的厚度远大于1.5倍,所以,在狭窄的空间扫描显示有效厚度,相应也导致身体显示异常的比例减少,减少异常的识别度。

2.3距离归一化

地质雷达采集的数据可以手动插入,由测距仪实现。测距仪使用的标记更均匀,每米扫描数相等。由于移动速度不均匀,每米扫描次数不能完全相同。探地雷达数据处理中的一个重要步骤是使标记正常化,以便每米扫描次数相同。通过数据后续处理软件进行标准化。在确定了归一化参数后,软件将根据标记的位置自动添加或删除一些扫描数字。在每个标记的距离是0.5m,但扫描次数之间是不一致的。主要原因是手动移动天线的速度难以保持均匀状态,天线到达标记与插入标记定时不完全对应。通过结合标签之间扫描次数的近似平均值,可以对这种情况进行规范化。

2.4天线的选用

探测深度是探地雷达的一项重要技术参数。在仪器性能和地下介质条件下,探测深度主要与工作天线频率的选择和地层衰减系数不同。天线频率越高,探测深度越低,分辨率越高。相反,天线的频率越低,探测深度越深,分辨率越低。因此,地质雷达存在着选择或优化探测深度和分辨率的问题。隧道衬砌,900MHz天线适合选择天线的频率,如衬砌厚度精度,和一般400-600mhz天线应该如果检测范围宽的选择。

结束语

通过对模型数据的分析,可以看出不同天线在测试过程中的异常显示有一定的差异。为保证试验结果的科学性和有效性,建议条件允许。我们尝试使用不同的天线测量相同的线或点反复测量,以方便后续的数据处理和比较,从而提高了结果的有效性和降低误判和漏判的风险,让试验结果更加接近科学的数据。

利用地质雷达法检测隧道初期支护衬砌厚度及密切性指标时,校准相对介电常数的实际结构是非常重要和必要的,应分别对不同类型的天线测试进行校准,并使用相应的标定参数。采集时间的参数设置是合理的。应注意天线中心频率、天线探测深度和移动速度的协调,使检测结构特征有效地显示在测试结果图上。应尽量保持雷达天线匀速移动,提高天线到达标记与插入标记时间的一致性,以提高后续归一化结果的可靠性。在条件许可的情况下,我们尝试使用不同的天线进行重复测量,以方便后续的数据处理和比较,提高了结果的有效性,减少误判和漏判的风险。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.公路隧道施工技术规范（JTJ042-94）.北京：人民交通出版社，1994，(7),40-42.

[2]交通部公路司.公路工程质量通病防治指南.北京：人民交通出版社，2002，(9),12-16.

[3]李继业张玉稳.公路工程施工质量问题与防治.北京：化学工业出版社，2006，(22),60-63.