TB 10223-2004 铁路隧道衬砌质量无损检测规程.pdf

介质内某质点以频率为变量的振幅、相位函数，即频 位谱。

3，应测收销过按规延期应直：物你定和保护 3.0.2检测仪器应具有防尘、防潮、防震性能，并应满足现场 温度和湿度环境的要求。

3.0.2检测仪器应具有防尘、防潮、防震性能，并应满

3.0.3检测前的准备工作应符合下列要求： 1收集隧道工程地质资料、施工图、设计变更资料和施工 记录； 2制定检测计划，选定技术参数； 3进行现场调查民用航空标准，做好测量里程标记。 3.0.4检测报告应符舍下列规定： 1检测报告应准确、完整，数据应真实、齐全。内容应包 括：检测项目、检测方法、采用的仪器和设备、工作布置和工作 量、检测数量、抽验地段及结果、资料处理和解释、结论。 2检测报告所附的资料表和成果图件应符合本规程附录A 要求，内容需包括： 1）测网布置平面图，含测线的位置，方向和里程等； 2）衬砌厚度及回填纵部面图： 3）衬砌厚度检测结果、衬砌混凝土强度等级检测结果 衬砌背后回填情况统计、钢架和钢筋分布及衬砌质量 汇总等资料表。

4.1.1地质雷达法适用手检测衬研厚度、衬砌背后的回填密实 度衬砌内部钢架，钢筋等分布。 4.1.2地质雷达主机技术指标应符合下列要求； 1 系统增益不低于150dB； 信噪比不低于60dB; 3 模/数转换不低于16位； 4 信号迭加次数可选择： 采样间隔一般不大于0.5ns; 6 实时滤波功能可选择； 7 具有点测与连续测量功能： 8 具有手动或自动位置标记功能： 其有现场数据处理功能。 4.1.3 地质雷达天线可采用不同频率的天线组合，技术指标应 符合下列要求： 1具有屏蔽功能; 2最大探测深度应大于2m； 3垂直分辨率应高于2cm。

4.2.1测线布置应符合下列规定：

1.2.1测线布置应符合下列规

1隧道施工过程中质量检测应以纵向布线为主，横向布线 为辅。纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰、左右边墙和隧 底各布1条；横向布线可按检测内容和要求布设线距，一般情况

线距8～12m：采用点测时每断面不少于6个点。检测中发现不 合格地段应加密测卿线或测点。 2隧道竣工验收时质量检测应纵向布线，必要时可横向布 线。纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰和左右边墙各布1 条；横向布线线距8～12m：采用点测时每断面不少于5个点。 需确定回填空洞规模和范围时，应加密测线或测点。 3三线隧道应在隧道拱顶部位增加2条测线。 4测线每5~10m应有一里程标记。 4.2.2介质参数标定应符合下列要求： 1检测前应对衬砌混凝土的介电常数或电磁波速做现场标 定，且每座隧道应不少于1处，每处实测不少于3次，取平均值 为该隧道的介电常数或电磁波速。当隧道长度大于3km、衬砌 材料或含水量变化较大时，应适当增加标定点数。 2标定可采用下列方法： 1）在已知厚度部位或材料与隧道相同的其他预制件上测 量； 2）在洞口或洞内避车洞处使用双天线直达波法测量； 3）钻孔实测： 3求取参数时具备以下条件： 1）标定目标体的厚度一般不小于15cm，且厚度已知： 2）标定记录中界面反射信号应清晰、准确。 4标定结果应按下式计算：

线距8～12m：米用点测时每断面不少于6个点。检测中发现不 合格地段应加密测线或测点。 2隧道竣工验收时质量检测应纵向布线，必要时可横向布 线。纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰和左右边墙各布1 条：横向布线线距8～12m：采用点测时每断面不少于5个点。 需确定回填空洞规模和范围时，应加密测线或测点。 3三线隧道应在隧道拱顶部位增加2条测线。

0.3t 2d 2d × 109

4.2.3测量时窗由下式确定

式中△T一时窗长度（ns); α——时窗调整系数，一般取1.5～2.0; 其他参数意义同式（4.2.2一1）。 4.2.4扫描样点数由下式确定：

4.2.4扫描样点数由下式确定：

4.2.4扫描样点数由下式确

2d yer △T= :α 0.3

K系数，一般取6～10。

2.5纵向布线应采用连续测量方式，扫描速度不得小于40 我）/S；特殊地段或条件不充许时可采用点测方式，测量点距 大于20cm。

4.2.6检测工作应符合下列要求：

1测量前应检查主机、大线以及运行设备，使之均处于正 常状态； 2测量时应确保天线与衬砌表面密贴（空气耦合天线除 外）； 3检测天线应移动平稳、速度均匀，移动速度宜为3～ 5km/h; 4记录应包括记录测线号、方向、标记间隔以及天线类型 等； 5当需要分段测量时，相邻测量段接头重复长度不应小于 1m; 6应随时记录可能对测量产生电磁影响的物体（如渗水 电缆、铁架等）及其位置； 7应准确标记测量位置。

4.3.1原始数据处理前应回放检验，数据记录应完整、信号清 晰，里程标记准确。不合格的原始数据不得进行处理与解释。 4.3.2数据处理与解释软件应使用正式认证的软件或经鉴定合 格的软件。 4.3.3数据处理与解释可采用下列流程：

3.4数据处理应符合下列规

1 确保位置标记准确、无误； 27 确保信号不失真，有利于提高信噪比。

1解释应在掌握测区内物性参数和衬砌结构的基础上，按 由已知到末知利定性指导定量的原则进行： 2根据现场记录，分析可能存在的于扰体位置与雷达记录 中异常的关系，准确区分有效异常与于扰异常；

3 应准确读取双程旅行时的数据； 4 解释结果和成果图件应符合衬砌质量检测要求。 4.3.6 衬砌界面应根据反射信号的强弱、频率变化及延伸情况 确定。 4.3.7 衬厚度应由下式确定：

4.3.7衬砌厚度应由下式确定

.3.7衬砌厚度应由下式确定

钢架：分散的月牙形强反射信号： 钢筋：连续的小双曲线形强反射信号。

5.1.1声波法包括直达波法和反射波法，应根据不同的检测目 的选用。直达波法适用于检测隧道衬砌表层混凝土质量，判定浅 部的典型缺陷，在具有参照标雅的前提下，可推定衬研表层混凝 王的单轴抗压强度等级：反射波法适用于检测隧道衬砌混凝土厚 度、内部缺陷等

5.1.2声波检测仪主机技术指标应符合下列要求：

1频率范围 1 ～100 kHz; 2 模/数转换精度不低于12位； 最高采样间隔不低于0.2us； 4 量程范围0.1～5V; 5 记录长度不低于4kB； 6 具有负延时和通道触发功能； 测试软件具有频谱分析功能。 5.1.3 声波激振器技术指标应符合下列要求： 1压电激振器应输出600800V的脉冲电压并具有足够的 稳定性； 2冲击激振器应能在衬砌混凝土中激发短余振声波； 3激发的声波频率范围10～50kHzo 5.1.4换能器、传感器应符合下列规定： 1发射换能器应为厚度振动型压电换能器，其共振频率宜 为 50 ~100 kHz; 2接收传感器应为短余振压电传感器，其共振频率宜为 50 ～100 kHz，工作频率应为 10~50 kHz。

5.2.1沿隧道里程每8～12m应布置一个测试断面。无仰拱的 遂道，每个断面布置5个测点（拱顶，左右拱腰和左右边墙各 个）；有仰拱的隧道，应在隧道底部增加1～3个测点。 5.2.2采用直达波法检测时仪器应包括高压发生器、发射换能 器、接收传感器、声波检测仪、便携计算机等。采用反射波法检 测时仪器应包括冲击器、接收传感器、电荷放大器、声波检测 仪、便携计算机等。

5.2.3检测工作应符合下列要求：

5.2.3检测工作应符合下列

1确认检测断面里程和测点位置。 2应搜集隧道衬砌混凝土龄期、配合比等相关资料。 3检测点的混凝土表面应平整、清洁。换能器、传感器应 通过耦合剂与混凝土表面保持紧密结合，耦合层不得夹杂泥砂或 空气。 4数据采集前应通过试验选择最佳的激发、接收距离及仪 器工作参数，设置量程、采样速度、记录长度、触发电平、负延 时数等参数。 5采用达波法时，应以测点位置为中心安装发射换能器 和接收传感器并使其耦合良好。发射换能器与接收传感器之间距 离误差不得大于0.5%。测试真达波并保存到磁盘文件，重复测 试3次。 6·采用反射波法时，应以测点位置为中心点在隧道衬砌表 面安装2个接收传感器，并通过电荷放大器接至声波仪的1、2 通道。各传感器与衬砌混凝土表面之间应耦合良好。两传感器间 距宜为0.5～1.0m两传感器之间距离误差不得大于0.5%。在 两传感器延长线.上距离1通道传感器5cm处激发声波，测试并 确认得到清晰的直达波及反射波信号，保存到磁盘文件，重复测 试3次。

寸砌混凝土纵波速度应按下式计

式中d一一界面深度（(m); t一反射波到达1通道的时间（s)。 5对2通道信号作偏移距为Ln+L的反射波时域分析，对 1通道分析的对应界面作验证、偏移校正和倾斜分析等。

5.3.3反射波频域分析应包括：

1对信号作快速里叶变换（SFFT）分析。确认时域分析 中的每一个反射界面，在频域中有对应的一组频差△f。1通道 点反射时，应满足下式：

2对信号作二次快速傅里叶变换（SFFT）分析。确认时域 分析中的每一个反射界面，在二次快速傅里叶变换中有惟一的对

5.4.1应根据衬砌混凝土强度与纵波速度关系，推定衬

5.4.1应根据衬砌混凝士强度与纵波速度关系，推定衬砌混斌 土的强度等级。其强度等级标准参照体系可采用以下方法之一确 认： 1以设计的混凝土等级相应的波速值为标准： 2以室内标准试件或同条件养护的试件的波速值为标准； 3以被检测地段隧道衬碗无缺陷的完整混凝土实测波速为 标准； 4以区域纵波速度与混凝土强度等级关系为参考，或参照 表5.4.1。

普通混凝土纵波速度与强度等级参

5.4.2衬混凝土浅部缺陷的判识特征应符合下列要求： 1 低强度混凝士：真达波形态无明显异常偶速度明显偏低； 2充填低速异物（如片石等）：直达波形态畸变且速度偏 低； 3充填高速异物（如卵石等)：直达波形态畸变且速度明显 偏高。 5.4.3 衬砌混凝土厚度计算应符合下列要求：

5.4.3衬砌混凝土厚度计算应符合下列要求： 1衬砌混凝土厚度计算：

5.4.3衬砌混凝土厚度计算应符合下列要求：

武中d衬砌混凝土厚度（m); t一衬砌界面反射波到达时间（s)。 2衬砌混凝土厚度计算值的验证应按下式进行：

式中△f——隧道界面反射波频差值; d一衬砌混凝土厚度计算值（m)。

5.4.4反射波路径中的缺阝

1衬与围岩接触不密实：反射波能量相对较强且与直达 波同相，基至出现多次反射： 2衬砌厚度不足：直达波速度正常，只有一个反射界面， 界面深度较设计值低； 3衬砌内部有充填物：直达波速度正常，衬砌厚度对应的 反射界面前有其他不规则反射信号： 4隐伏裂纹、间隙：直达波速度正常，反射波能量强且与 首波同相位。裂纹很浅时，直达波出现变异甚至出现半波缺失，

6无损检测质量的检查及评定

1地质雷达法的采集数据检查应为总工作量的5%，检查 资料与被检查资料的雷达图像应具有良好的重复性、波形基本 致、异常没有明显位移。 2声波法的采集数据检查应为总工作量的5%，允许相对 误差为土10%，其计算公式为：

式中　一一相对误差; t一基本观测值; t;一检查观测值。 6.0.2检查资料质量评定应符合下列规定： 1衬砌背后回填密实度和衬弼混凝士强度的检查点相对误 差小于10%为合格，衬砌混凝土厚度的检查点相对误差小于 15%为合格； 2合格的检查点数量大于总检查点数量90%为合格。 6.0.3当检查资料的质量不满足第6.0.1条和第6.0.2条要求 时，检查工作量应增加至总工作量的20%；仍不合格时，则整 个检测工作必须重新进行。检查资料应与检测报告一起提交。

执行本规程条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以 便在执行中区别对待。 （1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词来用“必须”； 反面词来用“严禁”。 （2）表示严格，在正常情况均应这样做的用词： 正面词采用“应”； 反面词来用“不应”或“不得”。 （3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用 词： 正面词采用“宜”； 反面词采用“不宜”。 表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。

《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》

本条文说明系对重点条文的编制依据、存在的问题 以及在执行中应注意的事项等予以说明。为了减少篇 幅，只列条文号，未抄录原条文。

1.0.3地质雷达法和声波法有其适用范围和使用条件，应根据

不同的检测对象和检测要求选用。新建工程的施工过程质量控制 和竣工验收质量检测多以地质雷达法为主，抽检时做少量声波法 检测。既有线隧道衬砌的表面病害检测除采用地质雷达法和声波 法外，还可采用摄像检查，记录表面病害情况。检测渗水、漏水 时，可采用红外线摄像。检测隧道衬砌混凝土厚度和强度时也可 采用瑞雷波法。 1.0.4由于进行检测的人员技术水平参差不齐，使用的仪器设 备良秀不分，对检测技术和方法不熟悉，忽略隧道衬砌质量的要 求，因而造成检测成果资料应用价值低，影响了无损检测的效 单因此除制定本规程对隧道衬砌施工过积的质量控制和踏

备良不分，对检测技术和方法不熟悉，忽略隧道衬砌质量的要 求，因而造成检测成果资料应用价值低，影响了无损检测的效 果。因此，除制定本规程，对隧道衬砌施工过程的质量控制和竣 工验收质量评定提供有效的手段外，还应选择具备规定资质的检

1.0.5与本规程相关的技术标准有：《铁路隧道设计规范》、《铁 路隧道施工规范》、《铁路隧道工程施工质量验收标准》、《铁路桥 遂建筑物大修检测规则》、《铁路混凝土强度检验评定标》、《铁 路工程施工安全技术规程》、《铁路工程物理勘探规程》等。在正 常情况下，混凝土质量的检查应按国家现行有关标准的规定，采 用标准试块的抗压强度来检验混凝土的强度质量，

1.0.5与本规程相关的技术标准有：《铁路隧道设计规范》、《铁 路隧道施工规范》、《铁路隧道工程施工质量验收标准》、《铁路桥 遂建筑物大修检测规则》、《铁路混凝士强度检验评定标维》、《铁 路工程施工安全技术规程》、《铁路工程物理勘探规程》等。在正 常情况下，混凝土质量的检查应按国家现行有关标准的规定，采 用标准试块的抗压强度来检验混凝上的强度质量。 3.0.4检测报告的内容还可包括：检测任务来源及要求、工程 情况（包括围岩等级、衬砌设计厚度、衬砌混凝土强度等级、龄 期、水泥、骨料等）及处理建议等。 根据委托单位的检测要求和内容，提供的成果图、表还可包 括：衬砌等厚度图、混凝士强度等级纵剖面图、衬砌混凝土完整 生图、衬橱表面病害展示图、回填空洞平面展亦图和断面图。成 果报告、图件和各类表格应制做成电子文档，以便归档保存。 4.1.1衬砌厚度对于复合衬砌是指二次衬砌（模筑衬砌）厚度 4.1.3地质雷达天线的中心频率的选择，应既能满足分辨率的 要求文能满足检测深度的要求。根据隧道衬砌设计厚度、围岩类 型及检测部位的不同，大线中心频率可在400～1000MHz之间 选择。 垂直分辨率：一般指垂直方向在空间上（或时间上）可以分 辨的两个界面间的最小距离（或时间），本规程指可分辩的衬础 背后最小间隙， 4.2.1纵向布置测线的自的是对隧道衬砌质量能够进行连续测 量，防止遗蒲。检测衬砌厚度时，6条测线应分别布置在拱 左右拱腰和左右边墙和隧底。布置4条测线时可在拱腰或边墙名 减1条。当被检测隧道长度小于50m时，可采用横向布线。采 用横向布线时，可连续测量，也可点测，但一个断面上的测点不 应少于6个。 施工过程质量控制也可视情况随时横尚布线，重点地段可级 山一世上应

量，防止遗漏。检测衬砌厚度时，6条测线应分别布置在拱顶、 左右拱腰和左右边墙和隧底。布置4条测线时可在拱腰或边墙各 减1条。当被检测隧道长度小于50m时，可采用横向布线。采 用横向布线时，可连续测量，也可点测，但一个断面上的测点不 应少于6个。 施工过程质量控制也可视情况随时横向布线，重点地段可纵 向、横向综合布线。

4.2.3 时窗调整系数α：为使界面信号位于记录中部而设此系 数。

4.2.4采样定理：在模拟信号数字化时，为保证模拟信号不失 真，需要较小的采样间隔，当信号的频率成分不大于f。时，可 为采样间隔。

4.2.5考虑仪器扫描速度与实测条件，每秒扫描速度不小于40

填料内无空隙。不密实系指衬砌背后全部用填料回填，但填料内 空隙率较大。空洞系指衬砌背后没有或部分回填，衬砌背后有明 显空隙、空腔和空洞。

5.1.1本规程中的声波法，是指在衬砌混凝土表面激发并接收

直达波法的基本原理是，在隧道衬砌表面激发高频声波，声 波沿表层传播至接收传感器，通过分析直达波速度及波形形态推 定混凝土强度等级，判定衬砌浅部典型缺陷。直达波法的作用宽 度和深度一般在1/4波长范围内。 反射波法的基本原理是，在隧道衬砌表面向混凝士内部激发 高频声波，当混凝土内部存在反射界面时，声波将发生反射，通 过接收分析反射波信号进而测定混凝土厚度及判定内部缺陷。反 射波法也接收达波，用于测定纵波速度并作为判识缺陷深度的 计算依据。

5.1.2本条规定了数字式声波仪的主要性能参数，对模扎

5.1.3压电激振器也称为内发射器，适用于直达波法，其余振

较长不适用于反射波法。压电激振器的高压发生端与发射换能器 间应用屏蔽线相连，线长不大于20m，线径不宜过细以减少线 路损耗。高压发生器的稳定性应符合重复100次时间误差小于

1us的要求。 冲击激振器亦即通道外触发器。适用于直达波法和反射波 法。冲击器应具有足够小的质量，否则不能激发高频短余震声波 信号，禁止使用榔头、石块等重物敲击。冲击方式应为小距离抛 击。对隧道底部仰拱进行测试时汽车标准，宜采用小距离自由下落的方式 激发。冲击方问应与衬砌表面或冲击垫垂直，倾斜冲击容易产生 假反射信号。耦合剂宜为车用黄油，隧道底部测试时也可使用清 水，禁止使用高频吸收材料。

西南科学研究院在四川境内的内昆线等地区进行的强度与波速关 系测试，并参考基桩低应变检测中的实际应用曲线。为满足强度 等级标准值的95%保证率的要求，将波速值提高了10%。实际 测试时，应取相应强度等级对应波速范围的上限值为宜，以确保 足够的保证率。

直达波发生明显改变的缺陷。浅部缺陷只能作定性判识。可来用 其他方法对浅部缺陷进行验证。

5.4.3厚度计算应先易后难，即先分析已知的或只有一个

面的测点，再综合分析多反射面或反射不明显的测点。不得 射波不清晰的情况下单独使用式（5.4.3一2）计算衬砌厚度 免发生错误，

6.0.1采集数据的检查是采用重复检测的方式进行，按格 工作量的5%随机抽验暖通空调图纸、图集，并在报告中纳人检查地段位置和格 果。

6.0.2资料质量的检查可采用原检测

其他不同的检测方法检验。需钻孔验证检查时应根据隧道 否允许等情况与委托方商定