1、鐵路隧道襯砌質(zhì)量沖擊回波聲頻法檢測(cè)指南(V1.02)鐵路隧道襯砌質(zhì)量沖擊回波聲頻法檢測(cè)指南1第1章適用對(duì)象及范圍1第2章技術(shù)規(guī)范1第3章檢測(cè)設(shè)備13.1隧道襯砌缺陷檢測(cè)設(shè)備1第4章檢測(cè)方法及原理24.1 沖擊回波聲頻法24.2 標(biāo)定3第5章隧道襯砌缺陷檢測(cè)準(zhǔn)備工作35.1 施工方需配合內(nèi)容35.2 自備物品清單3第6章測(cè)線布置方案及注意事項(xiàng)46.1 測(cè)線布置46.2 注意事項(xiàng)4第7章現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)57.1 測(cè)點(diǎn)間距處理57.2 文件命名設(shè)置67.3 檢測(cè)波形特征6第8章數(shù)據(jù)分析及判定78.1 分析主要參數(shù)設(shè)置及說明78.2 聲頻隧道二襯厚度及內(nèi)部缺陷檢測(cè)判定78.2.1 沖擊回波聲頻法（IAE）檢測(cè)

2、結(jié)果圖形78.2.2 缺陷類型的說明88.2.3 缺陷類型的判斷9版本修訂說明14技術(shù)支持14鐵路隧道襯砌質(zhì)量沖擊回波聲頻法檢測(cè)指南第1章適用對(duì)象及范適用于鐵路隧道襯砌及類似板狀混凝土內(nèi)部質(zhì)量及缺陷檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包含襯砌厚度、脫空、不密實(shí)等質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)范圍0.05-lm0第2章技術(shù)規(guī)范1、鐵路隧道襯砌質(zhì)量無損檢測(cè)規(guī)程(TB10223-2004)；2、鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)(TB10417-2018)；3、高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)(TB10753-2018)o第3章檢測(cè)設(shè)備3.1隧道襯砌缺陷檢測(cè)設(shè)備本次隧道襯砌缺陷檢測(cè)采用的設(shè)備是由四川升拓檢測(cè)技術(shù)股份有限公司研發(fā)的沖擊回波聲頻檢

3、測(cè)儀(STL-IAES-B),儀器外觀如下圖(圖3-1)。圖3-1沖擊回波聲頻檢測(cè)儀(STL-IAES-B)溫馨提示：聲頻隔音筒連接CH0通道，TTL錘連接CH1通道。第4章檢測(cè)方法及原理4.1 沖擊回波聲頻法為給隧道質(zhì)量評(píng)估提供技術(shù)支撐，我公司開發(fā)了基于聲頻的非接觸、移動(dòng)式的匚程無損檢測(cè)方法”沖擊回波聲頻法,ImpactAcousticEchomethod,IAE”IAE法的出發(fā)點(diǎn)就是利用專業(yè)拾聲器代替拾振傳感器來拾取被測(cè)體的振動(dòng)信號(hào)，并引入IE法的分析方法，從而結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，研究開發(fā)出的一套嶄新的無損檢測(cè)技術(shù)體系。瞬態(tài)沖擊理處析號(hào)東信及被測(cè)結(jié)構(gòu)圖4-1沖擊回波聲頻法檢測(cè)示意圖該方法是

4、利用一個(gè)短時(shí)的瞬態(tài)沖擊（用一個(gè)小球或者小錘輕敲混凝土表面）產(chǎn)生低頻的應(yīng)力波，應(yīng)力波傳播到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，被缺陷和構(gòu)件底面反射回來，本系統(tǒng)采用專業(yè)拾聲器拾取被測(cè)體的振動(dòng)信號(hào)，并傳送到信號(hào)處理儀器；將所記錄的信號(hào)進(jìn)行分析，從而確定結(jié)構(gòu)的厚度和缺陷的位置。圖4-2沖擊回波聲頻法檢測(cè)過程示意圖該檢測(cè)方法結(jié)合了彈性波沖擊回波法和打聲法的優(yōu)點(diǎn)，是基于聲頻的非接觸、移動(dòng)式的無損檢測(cè)方法。“沖擊回波聲頻法”對(duì)淺層缺陷、數(shù)十厘米深的缺陷均能較好識(shí)別，雖然工效目前趕不上地質(zhì)雷達(dá)，但其避免了雷達(dá)受鋼筋影響大,對(duì)淺層缺陷不敏感等不足，該方法與地質(zhì)雷達(dá)在工效與精度、整體初探與局部細(xì)查方面形成互補(bǔ)。4.2 標(biāo)定針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試用波

5、速，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定確定：對(duì)于素混結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要采用鉆孔取芯（二襯）或其他可靠結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證沖擊回波聲頻檢測(cè)波速；對(duì)于鋼混結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)需要采用鉆孔取芯（二襯）進(jìn)行驗(yàn)證沖擊回波聲頻檢測(cè)波速。若對(duì)于無現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定條件，可根據(jù)TB10223-2004鐵路隧道襯砌質(zhì)量無損檢測(cè)規(guī)程中表5.4.1,結(jié)合設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度選擇參考波速，如下：表541普通混凝土縱波速度與強(qiáng)度等級(jí)參照表強(qiáng)度等級(jí)Cl5C20C25C30C35縱波速度Vp（m/s）260030003000-34003400-3800380072004200-4500第5章隧道襯砌缺陷檢測(cè)準(zhǔn)備工作5.1 施工方需配合內(nèi)容1）提供施工樁號(hào)資料、設(shè)計(jì)基本參數(shù)表

6、（紙質(zhì)）、施工過程中記錄資料等。2）施L方需準(zhǔn)備內(nèi)容：1、檢測(cè)臺(tái)車（同雷達(dá)檢測(cè)）；2、安全帽、安全繩2個(gè)、噴漆1個(gè)、輔助工人1名；3）其他合理的配合事情。5.2 自備物品清單1）手電2把、對(duì)講機(jī)2個(gè)、反光背心/每人、口罩若干。第6章測(cè)線布置方案及注意事項(xiàng)6.1 測(cè)線布置測(cè)線布置方式為沿隧道縱向布置5條測(cè)線，分別為拱頂、左右拱腰、及左右邊墻，也可根據(jù)實(shí)際檢測(cè)要求適當(dāng)調(diào)整測(cè)線。注:在檢測(cè)過程中，由于環(huán)境的影響，沖擊回波聲頻法檢測(cè)前行中測(cè)線位置會(huì)略有偏差,檢測(cè)數(shù)據(jù)只針對(duì)測(cè)線區(qū)域。6.2 注意事項(xiàng)在檢測(cè)工作開展前，施工單位的測(cè)繪人員先期在隧道的邊墻上各施工縫位置標(biāo)定清楚里程樁號(hào)，要求標(biāo)記準(zhǔn)確清晰。隧道

7、襯砌缺陷檢測(cè)屬于危險(xiǎn)的高空作業(yè)，必須注意以下事項(xiàng)：1、在測(cè)試前，請(qǐng)施工單位將測(cè)試段落上的車輛、雜物等清理干凈，方便測(cè)試裝載機(jī)或測(cè)試人員通過。2、操作設(shè)備人員必須佩戴安全帽、腰系安全帶、手帶手套、操作平分的防護(hù)圍欄必須高過工人的腰部。3、在測(cè)試隧道拱腰時(shí)，操作設(shè)備人員的手必須高過平臺(tái)防護(hù)圍欄的高度，手扶圍欄時(shí)絕對(duì)禁止手扶靠近襯砌且與襯砌平行的圍欄，以免夾上人員的手臂或手掌。4、在測(cè)試拱頂和拱腰時(shí)，操作設(shè)備人員旁的觀測(cè)工人應(yīng)該隨時(shí)注意圍欄與拱頂、拱腰的距離，指揮裝載機(jī)司機(jī)操作平臺(tái)的空間位置，防止撞上襯砌導(dǎo)致平臺(tái)垮塌，釀成大事故，一定注意！5、在裝載機(jī)駕駛室旁安排一名傳令工人接收平臺(tái)上的觀測(cè)工人的距

8、離指揮指令來指揮裝載機(jī)司機(jī)操作平臺(tái)和開進(jìn)裝載機(jī)；在裝載機(jī)前方也應(yīng)安排一名工人指揮裝載機(jī)前進(jìn)，因有時(shí)司機(jī)看不清前方的道路。第7章現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)首先進(jìn)行測(cè)線、測(cè)點(diǎn)的布置，沿測(cè)試軸線的方向，以掃描的形式逐點(diǎn)進(jìn)行激振和接收信號(hào)。7.1 測(cè)點(diǎn)間距處理隧道襯砌缺陷檢測(cè)測(cè)點(diǎn)間距布置宜為0.5m,或在采用雷達(dá)方檢測(cè)存在疑似缺陷位置可適當(dāng)減小測(cè)點(diǎn)間距，一般為0.2m。【提示】：激振點(diǎn)與拾聲器軸心之間的距離為0.1m左右。圖7-1現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)敲擊圖7.2 文件命名設(shè)置1、文件命名：測(cè)試數(shù)據(jù)以一個(gè)澆筑段為一個(gè)文件，一般為12m,測(cè)試文件命名一般采用測(cè)線位置+里程樁號(hào)，如：ZGY-DK100+112-124o其中ZGY指測(cè)

9、線位置左拱腰，DK100+112-124指所測(cè)試的澆筑段里程樁號(hào)。7.3 檢測(cè)波形特征隧道襯砌缺陷檢測(cè)時(shí)，最重要的是需要做好隔音，其測(cè)試波形應(yīng)具有以下特征:1、整體呈現(xiàn)明顯的信號(hào)衰減趨勢(shì)，無異常干擾信號(hào)混入;2、波形中頻率成分比較單一，正常聲頻波形圖參見下圖。3CTT制定H期2019-04.111348:58表示孰出0.000/1.000故感文令GO-OK33<H2?3.52354制伏總做:25圖7-2聲頻正常測(cè)試波形圖隧道襯砌缺陷檢測(cè)時(shí).，應(yīng)時(shí)刻注意聲頻隔音筒與測(cè)試面的貼合，若貼合不佳，其測(cè)試波形中噪聲成分會(huì)比較明顯，如下：5CIT圖7-3聲頻非正常波形圖（隔音筒未良好隔音）第8章數(shù)據(jù)

10、分析及判定8.1 分析主要參數(shù)設(shè)置及說明數(shù)據(jù)分析步驟大致如下：1、數(shù)列變換：將測(cè)試波形數(shù)列變換顯示在一個(gè)數(shù)據(jù)解析頁面;2、海明窗濾波：對(duì)聲頻數(shù)據(jù)進(jìn)行波形信號(hào)處理：3、頻譜解析：對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，轉(zhuǎn)換頻譜圖；4、等值線繪畫：對(duì)頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行等值線繪畫，以便進(jìn)行結(jié)果位置及判定。其中，頻譜解析參數(shù)設(shè)置大致如下:解析方式FFT_KHz廣FFT_mseMEMg標(biāo)準(zhǔn)對(duì)敢招強(qiáng)喜函敢鋁強(qiáng)i&E.廠沖擊修正"振幅歸TtFFT平滑JJPK1JJ0KCancelFFPS示內(nèi)容在詼餌廨二:宓女追MEM解析設(shè)定與自動(dòng)或優(yōu)化討=最區(qū)時(shí)間（ms）:|。5餒人設(shè)轡瀏覽增加均定性計(jì)宜顯短時(shí)間（ms）:&q

11、uot;,。3保存設(shè)比增加分為力計(jì)口時(shí)間間隔Ims）:|0-001傳爆器/拾音裝,共振健正傳曲拾音系統(tǒng)固有頻率：忸KH2L自動(dòng)修正傳聞治音奏統(tǒng)阻尼比：圖81頻譜解析設(shè)定【解析方式】選擇“MEM”；【縱坐標(biāo)模式】選擇“標(biāo)準(zhǔn)”；【設(shè)置】選擇“振幅歸一化”；【MEM解析設(shè)定】選擇“自動(dòng)最優(yōu)化”，計(jì)算最長時(shí)間可設(shè)為0.5,計(jì)算最短時(shí)間設(shè)為0.003,計(jì)算時(shí)間間隔設(shè)為0.001（或自動(dòng)）。8.2 聲頻隧道二襯厚度及內(nèi)部缺陷檢測(cè)判定8.2.1 沖擊回波聲頻法（IAE）檢測(cè)結(jié)果圖形下圖為一典型的IAE法檢測(cè)結(jié)果圖形。其中：1）橫軸（水平軸）表示彈性波一個(gè)來回的時(shí)間（單位：ms）：2）縱軸（垂直軸）表示檢測(cè)的

12、測(cè)點(diǎn)位置；3）藍(lán)色豎線為設(shè)計(jì)厚度位置：4）紅、黃色部分表示能量集中區(qū)域。其與激振點(diǎn)平面的距離按下式計(jì)算：=（匕"）/2匕，為檢測(cè)用波速，可通過現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定取得。e»?z?Mix91asa4a819辨8»«sian81611sirsfl8U.OO設(shè)計(jì)厚度標(biāo)定線D9XCOdXO07X©o«c<o05XC04X0OXC020W315CO由atzm.版名93*HTUT啦文存M74KJ岐。：0理品拿:5OC.C<KHZ測(cè)線走向二襯底部反射信號(hào)圖8-2典型的IAE法解析畫面8.2.2缺陷類型的說明山，,隧道二襯的主要狀況和缺陷可以分為以下

13、幾類：1）襯砌本身完好（1）厚度不符合設(shè)計(jì)要求，過厚或過薄：（2）施工健及止水帶附近；2）襯砌混凝土材質(zhì)差、不密實(shí)，存在骨料離散、大、小空洞等；測(cè)線走向3）襯砌完整性差，存在脫空面、裂縫面等（1）脫空：二襯內(nèi)存在與襯砌表面平行的不連續(xù)面。根據(jù)其所處的深度位置,乂可以分為淺層、中層及深層脫空；（2）裂縫：二襯內(nèi)存在與襯砌表面垂直的不連續(xù)面。圖8-3襯砌本身完好的類型示意圖8-4襯曲缺陷的類型示意8.2.3缺陷類型的判斷1）健全部位（1）二襯結(jié)構(gòu)材質(zhì)均勻，二襯厚度一致，與設(shè)計(jì)厚度標(biāo)定線（藍(lán)線）重合板底之前無明顯反射信號(hào)圖8-5健全部位的云圖（色版-1）“圖8-6健全部位的實(shí)測(cè)示例困（色版T）（2）

14、板的厚度有變化圖8-7厚度不足的云圖（色版TI-A）板底之前無明顯反射信號(hào)圖8-8厚度超厚的云圖（色版欠厚位置:1kn«a圖8-9厚度變化的實(shí)測(cè)示例圖（色版71）（3）施工縫圖8To施工縫位置的云團(tuán)色版-川施工縫位置0CKOOKMt圖8-11施工縫位置的實(shí)測(cè)示例圖（色版-III）2）襯砌混凝土材質(zhì)差、不密實(shí)圖8-12內(nèi)部不密實(shí)缺陷部位的云圖（色版-IV）圖8T3內(nèi)部不密實(shí)缺陷部位的實(shí)測(cè)示例圖（色版-IV）3）脫空缺陷（1）表（淺）層脫空位置有極微弱連續(xù)反射信號(hào)板底部反射信號(hào)延遲嚴(yán)重圖8-14表（淺）層脫空缺陷的云圖（出版-V-A）板底信號(hào)延遲嚴(yán)重圖8-15表（淺）層脫空缺陷部位的實(shí)測(cè)示例困（色版-V-A）微弱連續(xù)反射信號(hào)（2）中層脫空脫空住要有較明顯連續(xù)反射信號(hào)脫空位建的信號(hào)有明顯延遲圖8T6二襯內(nèi)部脫空型缺陷的檢測(cè)云圖（色版-V-B）UMm«Lzmn姍.kcmkw圖8-17二襯內(nèi)部脫空型部位的實(shí)測(cè)示例圖（色版