DB61 T 1289-2019 公路隧道地质雷达检测技术规程.pdf

1、ICS 93.040P 28 DB61陕 西 省 地 方 标 准DB61/T 1289 2019公 路 隧 道 地 质 雷 达 检 测 技 术 规 程 CodeforGroundPenetratingRadarDetectingTechnologyofHighwayTunnel 2019 -11- 27发 布 2019- 12-27实 施陕 西 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布 DB61/T 12892019 I 目 次前 言 .II1 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

2、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 .3 DB61/T 12892019 II 前 言本 标 准 按 照 GB/T 1.12009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

3、 、 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 ： 029-84311811 地 址 ： 西 安 市 丰 产 路 57号邮 编 ： 710086 DB61/T 12892019 1 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

4、 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 。JTG F80/1 公 路 工 程 质 量 检 验 评 定 标 准 3 术 语 和 符 号下 列 术 语

5、 和 定 义 适 用 于 本 文 件 。3.1 术 语3.1.1地 质 雷 达 法 ground penetrating radar method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 dielectric constant 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

6、相 对 介 电 常 数 relative dielectric constant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 center frequency天 线 通 频 带 频 率 的 算 术 平 均 值 。3.1.5道 trace数 据 采 集 得 到 的 一 道 波 形 。 3.1.6道 间 距 trace interval DB61/T 12892019 2 两 道 波 形 之 间 的 距 离 。3.1.7采 样 率 sampling rate单 位 时 间 内 采 样 信 号 数 量 。3.1.8双 程 走 时 two way

7、travel time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 time window电 磁 波 信 号 采 集 的 时 间 范 围 。 3.1.10电 磁 波 波 速 Electromagnetic wave velocity电 磁 波 在 介 质 中 的 传 播 速 度 。3.1.11增 益 gain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

8、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

9、 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 10m。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 。 DB61/T 12892019 3 4.2 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 150dB；

10、b) 信 噪 比 不 低 于 60dB；c) 不 低 于 16位 的 模 数 (A/D)转 换 器 ；d) 信 号 迭 加 次 数 可 选 择 128次 或 256次 ；e) 具 备 较 小 的 采 样 间 隔 ， 一 般 不 大 于 0.2ns， 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

11、应 符 合 下 列 要 求 ： a) 天 线 中 心 频 率 在 200MHz 1000MHz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 2cm， 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 10cm。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

12、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

13、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

14、 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 2m 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 。 DB61/T 12892019 4 表 1 公 路 隧 道 地 质 雷 达 天 线 频 率 选 用 参 照 表 单 位 为 ： MHz检 测 内 容 天 线 选 用初 期 支 护 厚

15、度 800 1000频 率密 实 状 况钢 拱 架 分 布二 次 衬 砌 厚 度 400 800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 200 400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 10m。5.4.2 参 数 确 定5.4.2.1 隧

16、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 ： ns检 测 对 象 时 窗 取 值 范 围初 期 支 护 20 30二 次 衬 砌 30 40仰 拱 及 回 填 层 30 705.4.2.2 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 2cm； 单 点 触 发 采 集 时 ， 点 距 不 得 大 于 5cm。b) 采 样 点 宜 大 于 6 倍 天 线 中 心 频 率 与 时 窗

17、 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 ：-3102= kfwS .(1) 式 中 ：S采 样 率 ；w时 窗 长 度 （ ns） ；k调 整 系 数 ， 一 般 取 6-10；f 地 质 雷 达 天 线 的 频 率 （ MHz） 。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 ： DB61/T 12892019 5 a) 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 15c

18、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 ：tdv 2= .(2)式 中 ：v电 磁 波 波 速 (m/ns)；d目 标 体 的 厚 度 或 距 离 (m)；t双 程 旅 行 时 间 (ns)。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 ：rdv .(3)式 中 ：v 电 磁 波 波 速 （ m/ns） ；d目 标 体 的 厚 度 （ 埋 深 或 距 离 ） （ m） ；r 相 对 介 电 常 数 。5.4.2.4

19、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= dtr .(4)式 中 ：t地 质 雷 达 波 双 程 走 时 （ ns） ；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

20、 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Fresnel带 直 径 ， 采 用 公 式 （ 5） 计 算 ： 2d/=dF .(5)式 中 ：Fd 第 一 Fresnel带 直 径 （ m） ；地 质 雷 达 天 线 的 中 心 波

21、 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 ，

22、 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 3km/h 5km/h， 记 录 天 线 移 动 距 离 和 标记 点 对 应 关 系 ， 每 隔 100m 进 行 一 次 距 离 校 准 。 DB61/T 12892019 6 5.4.3.4 连 续 检 测

23、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 1m。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

24、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

25、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 DB61/T 12892019 7 6.2.1 初 期 支 护 、 二 次 衬 砌 及 仰 拱 厚 度 宜 沿 纵 向 测 线 以 1m 3m为 间 距 提 取 ， 环 向 测 线 宜 以 1m 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

26、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

27、 、 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 。 DB61/T 12892019 1 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

28、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 (cm) 数 据 文 件 名 检 测 情 况备 注 ： 检 测 ： 记 录 ： 时 间 ： 年 月 日 DB61/T 12892019 2 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

29、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（ cm） 缺 陷 分 布 情 况 混 凝 土厚 度 (cm) 厚 度 偏 差(cm) 备 注深 度(cm) 纵 向 长 度 (m) 横 向 宽 度(m)检 测 ： 复 核 ： DB61/T 12892019 3 B.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

30、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（ cm） 纵 向 分 布 长 度(m) 混 凝 土 最 小 厚度 (cm) 厚 度 偏 差(cm) 备 注 检 测 ： 复 核 ： DB61/T 12892019 4 B.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

31、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 （ cm） 左 拱 腰初 支 /衬 砌厚 度 （ cm） 拱 顶初 支 /衬 砌厚 度 （ cm） 右 拱 腰初 支 /衬 砌厚 度 （ cm） 右 边 墙初 支 /衬 砌厚 度 （ cm）设 计 实 测 设 计 实 测 设 计 实 测 设 计 实 测 设 计 实 测 检 测 ： 复 核 ： DB61/T 12892019 5 B.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 （ cm） 备 注设 计 值 实 测 值1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 检 测 ： 复 合 ：_