公路隧道地质雷达检测技术规程DB61／T 1289-2019.pdf

I C S 9 3.0 4 0P 2 8DB61陕 西 省 地 方 标 准D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 9公 路 隧 道 地 质 雷 达 检 测 技 术 规 程C o d e f o r G r o u n d P e n e t r a t i n g R a d a r D e t e c t i n g T e c h n o l o g y o f H i g h w a y T u n n e l2 0 1 9-1 1-2 7 发 布 2 0 1 9-1 2-2 7 实 施陕 西 省 市 场 监 督 管 理 局发 布D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 9I目 次前 言.I I1 范 围.12 规 范 性 引 用 文 件.13 术 语 和 符 号.14 一 般 规 定.25 现 场 检 测.36 结 果 整 理.67 检 测 报 告.7附 录 A（规 范 性 附 录）隧 道 地 质 雷 达 检 测 原 始 记 录 表.2附 录 B（资 料 性 附 录）隧 道 地 质 雷 达 检 测 结 果 汇 总 表.3D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 9I I前 言本 标 准 按 照 G B/T 1.1 2 0 0 9 给 出 的 规 则 起 草。本 标 准 由 陕 西 省 交 通 运 输 厅 提 出 并 归 口。本 标 准 起 草 单 位：陕 西 省 高 速 公 路 建 设 集 团 公 司、陕 西 高 速 公 路 工 程 试 验 检 测 有 限 公 司。本 标 准 主 要 起 草 人：张 士 兵、邵 永 军、王 小 雄、张 建、张 钊、李 金 华、刘 媛 媛、王 心 刚、田 利 军。本 标 准 由 陕 西 高 速 公 路 工 程 试 验 检 测 有 限 公 司 负 责 解 释。本 标 准 首 次 发 布。联 系 信 息 如 下：单 位：陕 西 高 速 公 路 工 程 试 验 检 测 有 限 公 司电 话：0 2 9-8 4 3 1 1 8 1 1地 址：西 安 市 丰 产 路 5 7 号邮 编：7 1 0 0 8 6D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 91公 路 隧 道 地 质 雷 达 监 测 技 术 规 程1 范 围本 标 准 规 定 了 公 路 工 程 隧 道 地 质 雷 达 检 测 的 技 术 要 求。本 标 准 适 用 于 公 路 在 建 隧 道 和 已 建 隧 道 衬 砌、仰 拱 质 量 检 测。2 规 范 性 引 用 文 件下 列 文 件 对 于 本 文 件 的 应 用 是 必 不 可 少 的。凡 是 注 日 期 的 引 用 文 件，仅 注 日 期 的 版 本 适 用 于 本 文 件。凡 是 不 注 日 期 的 引 用 文 件，其 最 新 版 本（包 括 所 有 的 修 改 单）适 用 于 本 文 件。J T G F 8 0/1 公 路 工 程 质 量 检 验 评 定 标 准3 术 语 和 符 号下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 文 件。3.1 术 语3.1.1地 质 雷 达 法 g r o u n d p e n e t r a t i n g r a d a r m e t h o d向 被 测 物 发 射 高 频 电 磁 波，根 据 接 收 到 的 电 磁 波 波 形、振 幅 强 度 和 时 间 变 化 等 特 征，推 断 被 测 介 质的 空 间 位 置、结 构 形 态 的 一 种 方 法。3.1.2介 电 常 数 d i e l e c t r i c c o n s t a n t物 质 在 外 加 电 场 作 用 下 储 存 极 化 电 荷 的 能 力，是 一 个 点 的 电 位 移 与 电 场 强 度 的 比 值。3.1.3相 对 介 电 常 数 r e l a t i v e d i e l e c t r i c c o n s t a n t介 质 的 介 电 常 数 与 真 空 中 介 电 常 数 的 比 值。3.1.4中 心 频 率 c e n t e r f r e q u e n c y天 线 通 频 带 频 率 的 算 术 平 均 值。3.1.5道 t r a c e数 据 采 集 得 到 的 一 道 波 形。3.1.6道 间 距 t r a c e i n t e r v a lD B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 92两 道 波 形 之 间 的 距 离。3.1.7采 样 率 s a m p l i n g r a t e单 位 时 间 内 采 样 信 号 数 量。3.1.8双 程 走 时 t w o w a y t r a v e l t i m e天 线 电 磁 波 信 号 由 发 射 至 反 射 接 收 所 经 历 的 时 间。3.1.9时 窗 t i m e w i n d o w电 磁 波 信 号 采 集 的 时 间 范 围。3.1.1 0电 磁 波 波 速 E l e c t r o m a g n e t i c w a v e v e l o c i t y电 磁 波 在 介 质 中 的 传 播 速 度。3.1.1 1增 益 g a i n对 电 磁 波 波 信 号 进 行 放 大 或 补 偿 的 处 理。3.2 符 号r 相 对 介 电 常 数；地 质 雷 达 天 线 发 射 信 号 主 频 的 波 长；d 检 测 和 标 定 目 标 体 的 厚 度(或 距 离)；f 天 线 中 心 频 率；S 采 样 率；t 双 程 旅 行 时 间；v 电 磁 波 速。4 一 般 规 定4.1 基 本 要 求4.1.1 收 集 隧 道 设 计、施 工 资 料，结 合 隧 道 现 场 状 况，编 制 检 测 大 纲。4.1.2 现 场 检 测 前 应 勘 查 现 场 工 作 条 件 和 环 境 状 况。4.1.3 检 测 前 应 对 衬 砌 混 凝 土 的 介 电 常 数 或 电 磁 波 波 速 进 行 现 场 标 定。4.1.4 已 建 隧 道 工 程 技 术 状 况 检 查、专 项 检 查，应 根 据 检 测 目 的 布 置 测 线。隧 道 病 害 检 测 时 检 测 长 度范 围 超 出 病 害 范 围 一 般 应 不 少 于 1 0 m。4.1.5 纵 向 布 设 地 质 雷 达 测 线 时 应 采 用 连 续 测 量 方 式，特 殊 地 段 或 现 场 条 件 有 限 时 可 采 用 单 点 触 发 采集。4.1.6 检 测 发 现 疑 似 缺 陷 时，应 复 测、验 证，并 进 行 标 记。D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 934.2 仪 器 设 备4.2.1 地 质 雷 达 主 机 性 能 指 标 应 符 合 下 列 要 求：a)系 统 增 益 大 不 低 于 1 5 0 d B；b)信 噪 比 不 低 于 6 0 d B；c)不 低 于 1 6 位 的 模 数(A/D)转 换 器；d)信 号 迭 加 次 数 可 选 择 1 2 8 次 或 2 5 6 次；e)具 备 较 小 的 采 样 间 隔，一 般 不 大 于 0.2 n s，具 备 较 高 的 采 样 点；f)具 有 等 时 间 测 量 模 式、等 距 离 测 量 模 式 和 点 测 量 模 式；g)具 有 手 动 和 自 动 位 置 标 记 功 能；h)可 选 择 不 同 频 率 的 天 线 工 作；i)具 有 现 场 数 据 处 理 功 能。4.2.2 地 质 雷 达 天 线 技 术 指 标 应 符 合 下 列 要 求：a)天 线 中 心 频 率 在 2 0 0 M H z 1 0 0 0 M H z 之 间，具 有 屏 蔽 功 能；b)最 大 探 测 深 度 应 大 于 探 测 目 标 体 厚 度；c)衬 砌 检 测 用 天 线 垂 直 分 辨 率 应 高 于 2 c m，仰 拱 深 度 及 回 填 层 密 实 状 况 检 测 用 天 线 垂 直 分 辨 率 应高 于 1 0 c m。5 现 场 检 测5.1 主 要 内 容地 质 雷 达 法 适 用 公 路 隧 道 检 测 主 要 内 容 包 括：a)初 期 支 护：厚 度、密 实 状 况、钢 拱 架 分 布；b)二 次 衬 砌：厚 度、密 实 状 况、钢 筋 及 预 埋 管 件 分 布；c)仰 拱：厚 度、回 填 层 密 实 状 况、钢 拱 架 分 布。5.2 检 测 频 率5.2.1 在 建 隧 道 施 工 阶 段 检 测 时，测 线 布 置 应 以 纵 向 布 置 为 主，横 向 布 置 为 辅。单 洞 两 车 道 隧 道 应 分别 在 隧 道 拱 顶、左 右 拱 腰、左 右 边 墙 布 置 不 少 于 5 条 测 线，单 洞 三 车 道 隧 道 应 在 隧 道 拱 腰 部 位 增 加 不 少于 2 条 测 线，遇 到 初 期 支 护、二 次 衬 砌 有 缺 陷 的 位 置 应 加 密 布 设 测 线。5.2.2 已 建 隧 道 检 测 频 率 根 据 检 测 目 的 确 定。5.2.3 交 工 验 收 阶 段 检 测 时，测 线 布 置 应 以 纵 向 布 置 为 主，横 向 布 置 为 辅。单 洞 两 车 道 隧 道 应 分 别 在隧 道 的 拱 顶、左 右 拱 腰 布 置 共 3 条 测 线，单 洞 三 车 道 隧 道 应 在 隧 道 拱 腰 部 位 增 加 2 条 测 线，遇 到 初 期 支护、二 次 衬 砌 有 缺 陷 的 位 置 应 加 密 布 设 测 线。5.2.4 仰 拱 检 测 测 线 布 置 应 以 纵 向 布 置 为 主，横 向 布 置 为 辅。应 分 别 在 每 车 道 布 设 不 少 于 1 条 纵 向 测线，遇 到 有 缺 陷 的 位 置 应 加 密 布 设 测 线。5.2.5 测 线 应 布 设 在 距 离 电 线 等 电 磁 干 扰 源 2 m 以 外。5.3 天 线 选 型公 路 隧 道 地 质 雷 达 天 线 频 率 选 用 宜 符 合 表 1 规 定。D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 94表 1 公 路 隧 道 地 质 雷 达 天 线 频 率 选 用 参 照 表单位为：M H z检测内容 天线选用初期支护厚度8 0 0 1 0 0 0 频率 密实状况钢拱架分布二次衬砌厚度4 0 0 8 0 0 频率 密实状况钢筋及预埋管件分布仰拱厚度、回填层密实状况 2 0 0 4 0 0 频率5.4 操 作 规 定5.4.1 准 备 内 容准 备 内 容 具 体 如 下：a)检 测 前 现 场 查 看 隧 道 待 测 位 置，了 解 检 测 作 业 条 件 及 施 工 过 程 中 出 现 的 地 质 灾 害 情 况 和 处 置 措施；b)在 边 墙 位 置 标 记 里 程 桩 号，间 距 宜 为 1 0 m。5.4.2 参 数 确 定5.4.2.1 隧 道 衬 砌 和 仰 拱 地 质 雷 达 检 测 时 窗 宜 符 合 表 2 的 规 定。表 2 公 路 隧 道 地 质 雷 达 时 窗 选 择 参 照 表单位为：n s检测对象 时窗取值范围初期支护 2 0 3 0二次衬砌 3 0 4 0仰拱及回填层 3 0 7 05.4.2.2 采 样 率 和 采 样 点 数 应 符 合 下 列 要 求：a)纵 向 布 设 地 质 雷 达 测 线，道 间 距 不 大 于 2 c m；单 点 触 发 采 集 时，点 距 不 得 大 于 5 c m。b)采 样 点 宜 大 于 6 倍 天 线 中 心 频 率 与 时 窗 的 乘 积；c)采 样 率 应 大 于 反 射 波 最 高 频 率 2 倍，采 用 公 式（1）计 算：-310 2=k f w S.(1)式 中：S 采 样 率；w 时 窗 长 度（n s）；k 调 整 系 数，一 般 取 6-1 0；f 地 质 雷 达 天 线 的 频 率（M H z）。5.4.2.3 地 质 雷 达 电 磁 波 波 速 应 按 以 下 方 法 计 算，现 场 可 根 据 实 际 情 况 选 择：D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 95a)利 用 已 知 厚 度 目 标 体 计 算 电 磁 波 波 速，目 标 体 厚 度 应 不 小 于 1 5 c m，且 厚 度 己 知。界 面 反 射 信号 清 晰、准 确。电 磁 波 波 速 采 用 公 式（2）计 算：tdv2=.(2)式 中：v 电 磁 波 波 速(m/n s)；d 目 标 体 的 厚 度 或 距 离(m)；t 双 程 旅 行 时 间(n s)。b)利 用 已 知 介 质 相 对 介 电 常 数 计 算 地 质 雷 达 电 磁 波 波 速，采 用 公 式（3）计 算：r dv.(3)式 中：v 电 磁 波 波 速（m/n s）；d 目 标 体 的 厚 度（埋 深 或 距 离）（m）；r 相 对 介 电 常 数。5.4.2.4 介 电 常 数 确 定 方 法 是 在 检 测 位 置 上 钻 孔 取 芯，取 得 目 标 体 厚 度；在 隧 道 已 知 厚 度 部 位 或 混 凝土 材 质 相 同 的 其 他 构 件 上 测 量，取 得 双 程 走 时。相 对 介 电 常 数 采 用 公 式（4）计 算：()22/3.0=d t r.(4)式 中：t 地 质 雷 达 波 双 程 走 时（n s）；d 目 标 体 的 厚 度（埋 深 或 距 离）（m）；r 相 对 介 电 常 数。5.4.2.5 垂 直 分 辨 率 是 地 质 雷 达 天 线 电 磁 波 传 播 方 向 上 的 可 分 辨 最 小 长 度，理 论 上 可 把 地 质 雷 达 天 线主 频 波 长 的 1/8 作 为 垂 直 分 辨 率 的 极 限，考 虑 外 界 干 扰，可 将 波 长 的 1/4 1/8 作 为 其 垂 直 分 辨 率。5.4.2.6 水 平 分 辨 率 是 地 质 雷 达 在 水 平 方 向 上 所 能 分 辨 的 最 小 长 度。水 平 分 辨 率 为 dF/4，dF为 第 一F r e s n e l 带 直 径，采 用 公 式（5）计 算：2 d/=d F.(5)式 中：F d 第 一 F r e s n e l 带 直 径（m）；地 质 雷 达 天 线 的 中 心 波 长（m）；d 目 标 体 厚 度（埋 深 或 距 离）（m）。5.4.3 操 作 要 点5.4.3.1 检 查 主 机、天 线 状 态，使 之 均 处 于 正 常 状 态。5.4.3.2 介 电 常 数 或 电 磁 波 波 速 现 场 标 定 每 座 隧 道 不 应 少 于 1 处，每 处 实 测 不 少 于 3 次，取 其 平 均 值作 为 该 隧 道 的 介 电 常 数 或 电 磁 波 波 速。当 衬 砌 材 料 发 生 变 化 时，需 增 加 标 定 点 数。现 场 标 定 可 在 衬 砌 裸露 端 头 测 量 其 混 凝 土 厚 度，或 在 地 质 雷 达 测 线 上 钻 取 衬 砌 混 凝 土 芯 样，测 量 芯 样 厚 度，从 地 质 雷 达 图 像上 读 出 裸 露 位 置 或 钻 芯 混 凝 土 反 射 层 的 双 程 旅 行 时 间，计 算 介 电 常 数 或 电 磁 波 波 速。5.4.3.3 地 质 雷 达 天 线 与 被 测 面 紧 密 贴 合，天 线 移 动 速 度 宜 为 3 k m/h 5 k m/h，记 录 天 线 移 动 距 离 和 标记 点 对 应 关 系，每 隔 1 0 0 m 进 行 一 次 距 离 校 准。D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 965.4.3.4 连 续 检 测 时 优 先 采 用 距 离 触 发 采 集，时 间 采 集 应 保 持 匀 速 行 进。5.4.3.5 在 被 测 物 表 面 标 记 天 线 移 动 轨 迹。5.4.3.6 分 段 检 测 时，相 邻 段 落 搭 接 长 度 不 小 于 1 m。5.4.3.7 隧 道 检 测 作 业 应 符 合 本 标 准 的 规 定 外，尚 应 符 合 国 家 和 行 业 现 行 有 关 标 准 的 规 定。5.5 数 据 处 理 与 解 译5.5.1 数 据 处 理 与 解 译 应 符 合 图 1 的 规 定。图 1 数 据 处 理 与 解 译 流 程 图5.5.2 数 据 处 理 时 应 结 合 具 体 数 据 特 点，遵 循 压 制 干 扰 信 号、突 出 有 效 信 号 的 原 则。6 结 果 整 理6.1 数 据 判 释6.1.1 衬 砌 及 仰 拱 密 实 程 度 主 要 判 译 特 征 如 下：a)密 实：信 号 幅 度 较 弱，界 面 反 射 信 号 不 明 显；b)不 密 实：界 面 反 射 信 号 强，同 相 轴 不 连 续，错 断，杂 乱；c)空 洞：界 面 反 射 信 号 强，三 振 相 明 显，下 部 反 射 界 面 信 较 强。6.1.2 衬 砌 内 部 钢 拱 架、钢 筋 位 置 分 布 主 要 判 定 特 征 如 下：a)钢 拱 架：反 射 信 号 强，呈 月 牙 形,波 幅 较 宽；b)钢 筋：反 射 信 号 强，呈 双 曲 线 形。6.2 数 据 整 理D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 976.2.1 初 期 支 护、二 次 衬 砌 及 仰 拱 厚 度 宜 沿 纵 向 测 线 以 1 m 3 m 为 间 距 提 取，环 向 测 线 宜 以 1 m 为 间 距提 取。6.2.2 初 期 支 护、二 次 衬 砌、仰 拱 的 密 实 状 况 按 范 围 整 理。6.2.3 按 检 测 段 落 提 供 钢 架 和 钢 筋 数 量 及 分 布 情 况。7 检 测 报 告7.1 检 测 报 告应 包 含 以 下 内 容：a)工 程 概 况 及 任 务 来 源：路 线 等 级、隧 道 长 度、工 程 地 质 状 况、水 文 地 质 状 况、隧 道 基 本 设 计 参数、承 建 单 位、任 务 来 源 等；b)检 测 依 据：技 术 规 程、设 计 文 件；c)检 测 内 容、频 率；d)现 场 检 测：检 测 方 法、仪 器 设 备、测 线 布 置；e)检 测 结 果；f)建 议。7.2 报 告 附 件衬 砌 厚 度 检 测 结 果 统 计 表、汇 总 表、缺 陷 统 计 表、汇 总 表、检 测 机 构 资 质 证 书 及 检 测 技 术 人 员 资 格证 书。D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 91附 录 A（规 范 性 附 录）隧 道 地 质 雷 达 检 测 原 始 记 录 表隧 道 地 质 雷 达 检 测 原 始 记 录 表 如 表 A.1 所 示。表 A.1 隧 道 地 质 雷 达 监 测 原 始 记 录 表项目名称 合同段隧道名称 衬砌类型 初支 二衬 其它检测依据检测仪器地质雷达主机型号、管理编号：叠加次数/采用点距天线频率、管理编号：时窗长度/采样间隔检测段落测线编号 测线位置 行进方向 围岩类别 设计厚度(c m)数据文件名 检测情况备注：检测：记录：时间：年 月 日D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 92附 录 B（资 料 性 附 录）隧 道 地 质 雷 达 检 测 结 果 汇 总 表B.1 检 测 结 果B.1.1 隧 道（初 期 支 护 或 二 次 衬 砌）内 部 空 洞 及 不 密 实 区 域 检 测 结 果 汇 总 表 如 表 B.1 所 示。表 B.1 隧 道（初 期 支 护 或 二 次 衬 砌）内 部 空 洞 及 不 密 实 区 域 检 测 结 果 汇 总 表项目名称：检测日期：序号 合同段 隧道名称 位置 桩号 缺陷类型围岩级别设计厚度（c m）缺陷分布情况混凝土厚度(c m)厚度偏差(c m)备注 深度(c m)纵向长度(m)横向宽度(m)检测：复核：D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 93B.1.2 隧 道（初 期 支 护 或 二 次 衬 砌）欠 厚 监 测 结 果 汇 总 表 如 表 B.2 所 示表 B.2 隧 道（初 期 支 护 或 二 次 衬 砌）欠 厚 检 测 结 果 汇 总 表项目名称：检测日期：序号 合同段 隧道名称 位置 桩号缺陷类型围岩级别设计厚度（c m）纵向分布长度(m)混凝土最小厚度(c m)厚度偏差(c m)备注检测：复核：D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 94B.1.3 隧 道（初 期 支 护 或 二 次 衬 砌）厚 度 监 测 结 果 汇 总 表 如 表 B.3 所 示。表 B.3 隧 道（初 期 支 护 或 二 次 衬 砌）厚 度 检 测 结 果 汇 总 表项目名称：检测日期：序号 合同段 隧道名称 桩号左边墙初支/衬砌厚度（c m）左拱腰初支/衬砌厚度（c m）拱顶初支/衬砌厚度（c m）右拱腰初支/衬砌厚度（c m）右边墙初支/衬砌厚度（c m）设计 实测 设计 实测 设计 实测 设计 实测 设计 实测检测：复核：D B 6 1/T 1 2 8 9 2 0 1 95B.1.4 隧 道 初 期 支 护 拱 架 间 距 监 测 结 果 汇 总 表 如 表 B.4 所 示。表 B.4 隧 道 初 期 支 护 拱 架 间 距 检 测 结 果 汇 总 表项目名称：检测日期：序号 合同段 隧道名称 里程范围初期支护拱架间距（c m）备注设计值实测值1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0检测：复合：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 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