ICS 93.080 P 66 福 DB35 建 省 地 方 标 准 DB35/T 957—2009 公路隧道地质雷达检测技术规程 2009-07-31 发布 福建省质量技术监督局 2009-08-20 实施 发布 DB35/T 957—2009 目 次 前言 ................................................................................. II 1 范围 ................................................................................ 1 2 规范性引用文件 ...................................................................... 1 3 术语和定义 .......................................................................... 1 4 符 号 ............................................................................... 2 5 基本要求 ............................................................................ 2 6 仪器设备 ............................................................................ 3 7 现场检测 ............................................................................ 3 8 参数的计算和确定 .................................................................... 3 9 数据处理与解释 ...................................................................... 5 10 检测结果 ........................................................................... 7 附录 A （资料性附录） 本标准条文说明 .................................................. 8 I DB35/T 957—2009 前 言 为了更好地促进公路隧道地质雷达检测技术的发展，规范公路隧道地质雷达检测方法特制定本标 准。 本标准是根据国内外地质雷达检测技术，参照铁道部《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》，总结了 我省多年隧道地质雷达检测实践经验编制而成。 本标准附录 A 为资料性附录。 本标准由福建省交通厅提出并归口。 本标准由福建省质量技术监督局批准。 本标准主要起草单位： 福建省交通基本建设工程质量监督检测站 福建省交通建设工程试验检测 中心。 本标准主要起草人：曹玉坤、王增贤、林柏章、祝可为、李沫、王锦繁、张建忠、江凡。 II DB35/T 957—2009 公路隧道地质雷达检测技术规程 1 范围 1.1 本标准规定了地质雷达隧道检测的基本要求、现场检测、参数的计算和确定、 数据处理与解释、 检测结果的处理。 1.2 本标准适用于公路隧道衬砌施工过程的质量控制和工程验收的质量无损检测。隧道超前预报和公 路工程其他部位雷达检测可参照本标准。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 JTG F80 公路工程质量检验评定标准 3 术语和定义 3.1 无损检测 无破损性检测。 3.2 地质雷达 是一种能够发射和接收高频电磁波信号，并利用介质对电磁波的反射特性，对介质内部的构造和缺 陷进行无损探测的仪器。 3.3 地质雷达法 利用地质雷达仪器进行无损探测的方法，属于工程物探的一种方法。 3.4 介电常数 在有外电场作用时，物质储存电荷能力的量度。是一个点上电位移与电场强度的比值。 3.5 相对介电常数 介质相对于真空的介电常数。 3.6 中心频率 某频率范围的中间频率。 3.7 采样率 每个采样周期的采样点数。 3.8 采样间隔 相邻采样点间的时间间隔。 1 DB35/T 957—2009 3.9 采样时窗 地质雷达信号采集的时间范围。 3.10 电磁波速 地质雷达发出的电磁波在介质中传播的速度。 3.11 有效异常 检测目标体产生的异常。 3.12 干扰异常 检测目标体以外的其他因素引起的异常。 3.13 同相轴 根据相邻道上反射波的对比，把不同道上的同一个反射波相同相位连结起来的对比线。 3.14 信噪比 信号的峰值功率和噪声平均功率之比。 3.15 自由采集 检测过程天线在移动中采集数据，采集的数据在单位时间内是个定量，与天线移动的距离不成比例 关系。 3.16 连续采集 检测过程天线在移动中采集数据，采集的数据在单位距离内是个定量，与天线移动的距离成比例关 系。 3.17 点采集 检测过程中天线不移动定点进行采集数据。 4 符 号 ε r ——相对介电常数 t ——地质雷达波双程走时 d ——目标体的厚度（埋深或距离） v ——地质雷达波传播速度 c ——电磁波在真空中的传播速度 S ——采样率 f ——地质雷达天线的频率 ΔT ——时窗长度 5 5.1 2 基本要求 公路隧道地质雷达检测适用于： a) 隧道衬砌层厚度检测； b) 二次衬砌与初期支护及其附近存在的空洞或不密实情况检测； DB35/T 957—2009 c) 衬砌层内钢筋和钢支撑的分布情况检测； d) 隧道仰拱质量和钢筋分布情况检测。 5.2 新建公路隧道工程竣（交）工验收和既有工程大修普查，应全面进行检测；地质雷达沿隧道走向 布置测线进行测量，2 车道隧道测线数量不少于 3 条，隧道拱顶和两侧拱腰部位必须布置有测线；3 车 道及 3 车道以上隧道测线数量不少于 5 条。 5.3 新建隧道工程中质量控制的抽检，地质雷达测线的位置、数量和长度可根据工程需要确定，但在 拱顶必须布置有测线。抽检长度宜不少于所能布置测线总长度的 10%。 5.4 既有隧道工程病害检测,检测长度宜超过病害范围两端各 10m。 5.5 检测中对于发现的空洞、不密实等问题，可根据需要加密布置纵向、环向测线进行检测。 6 6.1 6.2 6.3 6.4 7 仪器设备 地质雷达仪器应具有防尘、防潮、防震等性能，以满足检测现场环境的要求。 地质雷达主机应具备以下性能： a) 系统增益大于等于 150db b) 信噪比大于等于 60db c) 不低于 8 位的采样分辨率 d) 不低于 16 位的模/数（A/D）转换器 e) 可选择的信号迭加次数 -9 f) 较小的采样间隔，一般不大于 0.5ns（1ns=10 s） g) 点测和连续测量功能 h) 手动和自动位置标记功能 i) 可连接不同频率的天线 所配置的地质雷达天线： a) 地质雷达天线的主频应根据检测目的及检测目标体的深度选择，可配备 100MHz～1500MHz 范 围内的多种频率天线。 b) 至少有 1 种天线穿透深度不小于 2m c) 至少有 1 种天线垂直分辨率不低于 3.5cm 地质雷达具有以下 3 种不同的测量方式，可根据现场实际情况选择： a) 自由采集 b) 连续采集 c) 点采集 现场检测 7.1 所检测的位置应根据需要进行里程标记。 7.2 现场检测前应检查主机、天线以及运行设备，使之均处于正常状态。 7.3 测量时确保天线与衬砌表面密贴（空气耦合式天线除外）；测量天线应平稳移动，当采用连续采 集时，移动速度宜不超过 5km/h；当采用自由采集时，天线移动速度应根据所设定的采样点距进行速度 换算。 7.4 现场检测必须做好记录，包括记录测区、标段、测线号、测量方向、测线的起始桩号、天线类型 等，并随时记录可能对检测产生电磁影响的物体（如渗水、电缆、铁架等）及其位置。 7.5 检测时应实时校正地质雷达数据采集点所处的位置桩号与实际桩号的误差，并确保该误差不能大 于 0.2m。 8 参数的计算和确定 3 DB35/T 957—2009 8.1 垂直分辨率 垂直分辨率是垂直方向上可以划分的最薄层次，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，但由于外界干扰等因素，一般把波长的1/4作为其下限。 8.2 水平分辨率 水平分辨率是雷达天线在地面上拖过，可以分辨的地下最小目标的横向尺寸。与天线波束的覆盖面 积（ A ）有关，覆盖面积又跟目标的埋藏深度有关。天线波束的覆盖面积可由下式计算： A= λ 4 + d K +1 ……………………………………………（1) 式中： A ——天线波束覆盖区（m2） λ ——地质雷达天线的中心波长(m) d ——目标体的厚度（埋深或距离）(m) K ——反射面以上介质的平均介电常数 8.3 测量时窗的确定 根据检测厚度及介质的相对介电常数，应由下式来确定测量时窗： ΔT = 2d ε r 0 .3 ⋅ α …………………………………………（2) 式中： ΔT ——时窗长度(ns) d ——目标体的厚度（埋深或距离）(m) α ——调整系数，一般取1.5～2.0 ε r ——相对介电常数 8.4 采样率的确定 依据采样定律：电磁波的一个周期内不少于2个点，可由（3）式确定： S = 2 ⋅ ΔT ⋅ f ⋅ k ⋅ 10 −3 ……………………………………………（3) 式中： S ——采样率 ΔT ——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) 8.5 测量点距或测量速率的选择 根据检测目的及检测目标体的大小，选择适当的测量点距或测量速率（扫描速率）。 采用连续采集方式时，信号的发射和接收由里程轮行走激发，里程轮行走时信号的发射和接收才 进行，为了确定里程轮行走单位距离内接收的扫描数（每米所含的扫描数），必须设置测量点距；采用 自由采集方式时，信号的发射和接收是连续不间断的，直到采集命令终止，为了确定单位时间内接收