地质雷达法检测隧道衬砌施工质量技术总结

地质雷达法检测隧道衬砌施工质量技术总结

一、前言

二、地质雷达法检测内容

三、铁路隧道衬砌知识和评价标准 3.1隧道衬砌设计知识

3.1.2某高铁隧道围岩类别参数表 3.1.3隧道分部工程、分项工程设计要求 3.2掘进方式和衬砌工艺对衬砌质量的影响 3.2.1隧道掘进方式

3.2.2隧道衬砌施工工艺对衬砌质量的影响 四、隧道地质雷达法现场检测 4.1检测准备 4.1.1隧道踏勘 4.1.2测线布置 4.1.3检测台车 4.2选择雷达工作参数 4.3现场检测注意要点 4.4雷达操作注意事项

4.5外界因素对雷达图像的影响 五、雷达数据处理 5.1地质雷达数据处理要点 5.1.1雷达波形特征

5.1.2雷达数据分析处理关键 5.1.3拾取反射层 5.1.4判释图像 5.1.5介电常数的确定

5.2美国劳雷SRI-3000型地质雷达数据处理 六、雷达资料解释和衬砌质量评价 6.1典型雷达图像、缺陷图像特征及分析 6.2影响雷达测试精度的因素

七、目前地质雷达法检测应用现状及存在的问题

地质雷达法检测隧道衬砌施工质量技术总结

一、前言

近年来地质雷达法广泛应用于铁路公路水电隧道衬砌施工质量检测。作为一种无损检测手段，地质雷达法可以有效评价既有隧道安全质量状况，及时发现新建隧道质量缺陷，在施工阶段对隧道施工质量进行过程控制。毫无疑问，地质雷达法在近年来铁路隧道质量控制方法发挥了极其重要的作用，尤其是在铁建设[2011]172号文发布以来，对隧道衬砌进行第三方质量检测，这对在建隧道质量控制起到了积极而有效的作用。

地质雷达法作为一种物探方法应用于质量检测上，由于人为或技术上的一些原因，此方法仍存在很多缺点和不足，有待我们共同解决。

二、地质雷达法检测内容

地质雷达法检测隧道施工质量主要有以下内容：检测隧道衬砌厚度；检测隧道衬砌内部和背后的密实和脱空程度，主要为衬砌内部混凝土密实性，二衬与初支、初支与围岩间的密实和脱空程度；初支内部钢拱架及二衬内钢筋分布等。

地质雷达法检测隧道主要为在建铁路检测和运营铁路检测，在建铁路检测主要为初支完成后的检测和二衬完成后的检测。初支完成后的检测能够有效的发现初支厚度、与围岩的密实和脱空程度，初支内钢架的分布。二衬完成后的检测能够发现衬砌的厚度、二衬内部混凝土的密实性及二衬与初支的密实和脱空程度。

三、铁路隧道衬砌知识和评价标准 3.1隧道衬砌设计知识 3.1.1隧道衬砌类型

隧道衬砌主要有整体式衬砌、喷锚衬砌以及复合式衬砌等几种。 复合式衬砌是初期支护、二次衬砌加中间的防水板组成，是新奥法的主要支护形式，外层用喷锚做初期支护，内层用模筑混凝土做二次衬砌的永久结构。复合式衬砌中喷锚支护是柔性结构，充分利用围岩的自承能力和围岩密贴，共同变形。喷锚支护作为初期支护，和二次模筑混凝土都是永久结构受力的部分，且在设计上认为，复合式衬砌中的初期支护是受力的主要部分，承担了结构受力的70%～80%。

整体式衬砌是单独的混凝土衬砌，矿山法多用此支护形式，现在多用于明

洞等衬砌。

喷锚衬砌是指以喷锚支护作永久性衬砌的通称，喷锚支护作为永久结构。 在铁路隧道设计中，围岩分为Ⅰ～Ⅵ级。根据隧道内围岩基本分级，设计上采用不同的支护方式和衬砌类型。下面将《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）、《新建时速200-250公里客运专线铁路设计暂行规定》铁建设[2005]140号、《高速铁路设计规范（试行）》TB10621-2009三本规范中隧道衬砌条文进行了摘录。

（1）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）

第7.1.1条规定：隧道应设衬砌，并应优先采用复合式衬砌，地下水不发育的Ⅰ、Ⅱ级围岩的短隧道，可采用喷锚衬砌。

第7.1.2条规定：1.隧道应采用曲墙式衬砌，Ⅵ级围岩的衬砌应采用钢筋混凝土结构。2.因地形或地址构造等引起有明显偏压的地段，应采用偏压衬砌；Ⅴ、Ⅵ级围岩的偏压衬砌应采用钢筋混凝土结构；Ⅳ级围岩的偏压衬砌也宜采用钢筋混凝土结构。6.单线Ⅲ级以上、双线Ⅲ级及以上地段均应设置仰拱；单线Ⅲ级、双线Ⅱ级及以下地段是否设置仰拱应根据岩性、地下水情况确定；不设仰拱的地段应设底板；底板厚度不应小于30cm，并应设置钢筋，钢筋净保护层厚度不应小于30mm。

7.2.1条规定：复合式衬砌的初期支护，宜采用喷锚支护；二次衬砌宜采用模筑混凝土，二次衬砌宜为等厚截面，连接圆顺。复合式衬砌设计参数见表7.2.1-2,和7.2.1-3，喷锚式衬砌设计参数见表7.2.2。

7.2.5条规定：衬砌仰拱应具有与其使用目的相适应的强度、刚度和耐久度。仰拱厚度宜与拱、墙厚度相同。

（2）《新建时速200-250公里客运专线铁路设计暂行规定》铁建设[2005]140号

7.3.1条规定：隧道衬砌类型选择应符合下列规定：1.暗挖隧道应采用复合式衬砌；2.明挖隧道宜采用整体式衬砌；3.不应采用喷锚衬砌。

7.3.2条规定：Ⅲ～Ⅵ级围岩隧道衬砌应采用曲墙有仰拱的形式。Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌可采用曲墙设底板的形式。

7.3.3条规定：隧道衬砌内轮廓宜接近圆形，边墙与仰拱应圆顺连接。 7.3.4条规定：隧道衬砌混凝土强度等级不应低于C25，钢筋混凝土强度等

级不应低于C30。Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌底板厚度不应小于30cm，混凝土强度等级不应低于C30，并应配置双层钢筋。仰拱填充混凝土强度等级不应低于C20，仰拱与仰拱填充混凝土应分开施工。

（3）《高速铁路设计规范（试行）》TB10621-2009

8.3.1条规定：暗挖隧道应采用复合式衬砌、明挖隧道应采用整体式衬砌。 8.3.3条规定：Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌宜采用曲墙带底板的结构形式，Ⅲ～Ⅵ级围岩隧道衬砌应采用曲墙有仰拱的结构形式。

8.3.4条规定：隧道衬砌内轮廓宜采用圆形断面，单线隧道可采用三心圆断面，边墙和仰拱应圆顺连接。

8.3.5条规定：隧道衬砌混凝土强度等级不应低于C30，钢筋混凝土强度等级不应低于C35，Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌底板厚度不应小于30cm，混凝土强度等级不应低于C35，并应配置双层钢筋，仰拱填充混凝土强度等级不应低于C20。

8.3.6条规定：隧道二次衬砌Ⅳ～Ⅵ级围岩地段宜采用钢筋混凝土；Ⅰ～Ⅲ级围岩地段宜采用混凝土，并可掺加一定比例的纤维。

3.1.2某高铁隧道围岩类别参数表

表3-1 隧道围岩类别参数表

拱墙初支厚度（cm） 5 12 25(仰拱10) 25(仰拱15) 28 5 12 25 / / / / / 初支强度 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 / / / / / 初支拱架型号及间距（cm） / / 格栅/100 Ⅰ18/80 Ⅰ20/60 / / Ⅰ18/80 / / / / / 二衬厚二衬二衬钢筋型号及间距（cm） / / / Φ20/20 Φ22/20 / / Φ20/40 Φ22/20 Φ25/15 Φ25/20 Φ22/20 Φ22/20 仰拱(底板）厚度（cm） 30(底板） C35(底板） 50 50 50 60 C30 C30 C35 C35 仰拱强度 仰拱钢筋型号及间距（cm） Φ14/20 / / Φ20/20 Φ22/20 Φ14/20 / Φ22/40 Φ22/20 Φ25/15 Φ25/20 Φ22/20 Φ22/20 填充厚度(距隧道中心1.5m处)(cm) 围岩类别 填充强度 / C20 C20 C20 C20 / C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 度（cm） 强度 35 40 40 40 50 35 40 55 80 85 80 70 70 C30 C30 C30 C35 C35 C30 C30 C35 C35 C35 C35 C35 C35 Ⅱ级围岩复合式衬砌 Ⅲ级围岩复合式衬砌 Ⅳ级围岩复合式衬砌 Ⅳ级围岩加强复合式衬砌 Ⅴ级围岩加强复合式衬砌 Ⅱ级围岩下锚段复合式衬砌 Ⅲ级围岩下锚段复合式衬砌 Ⅳ级围岩下锚段复合式衬砌 路堑式明洞衬砌 单压式明洞衬砌 偏压式洞门 帽檐斜切式洞门 帽檐式缓冲结构洞门 / 1.18 1.18 1.18 1.18 / 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 30(底板） C35(底板） 50 55 80 85 80 70 70 C30 C35 C35 C35 C35 C35 C35

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