探地雷达在引大入秦东二干渠1_隧洞病害检测工程中的应用技术研究

项目名称：引大入秦东二干渠1＃隧洞探地雷达缺陷检测与研究

课题名称：探地雷达在隧洞病害检测中的应用研究

课题编号：20106200217

探地雷达在引大入秦东二干渠1#隧洞病害检测工程中的应用研究

甘肃大禹检测科技技术有限公司

二〇一〇年四月

前言

引大入秦工程是为解决兰州市永登县秦王川地区干旱缺水问题，由甘肃省水利部门自1976年至1995年，勘测设计并建造的将流经青海、甘肃两省交界处的大通河水，调入100公里以外，跨流域调至兰州市以北60公里处秦王川地区的大型水利工程，简称为“引大入秦工程”。这是目前中国规模最大的跨流域自流灌溉工程，其规模宏大，气势雄伟，工程渠线长，费用殊巨，被赞颂为当代的都江堰，在诸多方面创造了中国乃至世界水利建设中的先进水平。可谓亘古未有，堪称今古之奇观。引大入秦工程西起天祝县天堂寺西侧的大通水旁，东至永登县秦王川，地跨甘青两省的四地市县区。工程由总干渠、干渠和支渠组成，全长884.3公里，相当于京航大运河的49.29%。沿途以隧洞群为主要特点，有隧洞77座，渡槽38座，倒虹吸3座，隧洞总长达110公里，是当今中国最大的“地下运河”。总干渠从天堂寺到永登县的香炉山。全长87公里，其中隧道33座，总长75.14公里，渡槽9座，倒虹吸两座。总干渠在香炉山设总分闸，将水分流至东一干渠、东二干渠及45条支渠流入灌区。

引大入秦工程每年引水量4.43亿立方米，规划灌溉面积86万亩。可以解决秦王川地区28.3万农民脱贫致富，并安排其他贫困地区自愿移民8万人，年均农林牧业总产值可达3.84亿元。从根本上解决了永登、皋兰两县22个乡(镇)28.3万农民生产生活用水，对改善灌溉渠的气候，建设兰州的卫星城市，具有十分重要的意义。

根据甘肃省水利厅《甘肃省水利厅关于下达2007年水利科研推广项目计划的通知》（甘水发（2007）205号）文件，甘肃省引大入秦工程管理局选择引大入秦东二干渠1#隧洞为研究对象，委托甘肃大禹科技技术检测有限公司针对该隧洞工程的结构、运行状况及存在的典型病害问题，研究运用先进雷达无损的检测、分析、评定手段评估同类结构的安全性、耐久性，进而针对不同共性的病害特征进行研究适宜加固处理方案。

甘肃大禹科技技术检测有限公司有针对性地对东二干渠1#隧洞进行了设计、施工、使用情况调查及使用环境调查、现场测试及计算分析等，完成了缺陷检测、结构安全性及耐久性评估、加固技术方案研究及实施等工作。

本次工程检测对引大东二干渠，1#隧洞衬砌内部及背后缺陷分布情况进行无破损法检测检测，包括空洞，脱空，裂缝，渗水，异物，结构松散不密实等。本工程对引大入秦工程的监测、修复和正常运行做出了保证，对引大入秦工程的用水、节水作用重大。

第一章探地雷达利用研究领域概况

一、探地雷达利用国内外发展状况

（一）探地雷达技术发展历史

探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初，1904年，德国人Hulsmeyer首次将电磁波信号应用与地下金属体的探测。1910年Leimback和Lowy以专利形式在1910年的专利，他们用埋设在一组钻孔里的偶极子天线探测地下相对高的导电性质的区域，并正式提出了探地雷达的概念。1926年Hulsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，指出只要介电常数发生变化就会在交界面会产生电磁波反射，而且该方法易于实现，优于地震方法。但由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，使得探地雷达技术和应用受到了很多的限制，初期的探测仅限于对波吸收很弱的冰层厚度（1951，B.O.Steenson，1963，S.Evans）和岩石和煤矿的调查（J.C.Cook）等。随着电子技术的发展，直到70年代，探地雷达技术才重新得到人们的重视，同时美国阿波罗月球表面探测实验的需要，更加速了对探地雷达技术的发展，其发展过程大体可分为三个阶段：

第一阶段，称为试验阶段，从20世纪70年代初期到70年代中期，在此期间美国，日本、加拿大等国都在大力研究，英国、德国也相继发表了论文和研究报告，首家生产和销售商用GPR的公司问世，即Rex Morey和Art Drake成立的美国地球物理测量系统公司（GSSI），日本电器设备大学也研制出小功率的基带脉冲雷达系统。此期间探地雷达的进展主要表现在，人们对地表附近偶极天线的辐射场以及电磁波与各种地质材料相互作用的关系有了深刻的认识，但这些设备的探测精度、地下杂乱回波中目标体的识别、分别率等方面依然存在许多问题。

第二阶段，也称为实用化阶段，从20世纪70年代中后其到80年代，在次期间技术不段发展，美国、日本、加拿大等国相继推出定型的探地雷达系统，在国际市场，主要有美国的地球物理探测设备公司（GSSI）的SIR系统，日本应用地质株式社会（OYO）的YL－R2地质雷达，英国的煤气公司的GP管道公司雷达，在70年代末，加拿大A－Cube公司的Annan和Davis等人于1998年创建了探头及软件公司（SSI），针对SIR系统的局限性以及野外实际探测的具体要求，在系统结构和探测方式上做了重大的改进，大胆采用了微型计算机控制、数字信号处理以及光缆传输高新技术，发展成了EKKO Ground Penetrating Radar 系列产品，简称EKKO GPR系列。瑞典地质公司（SGAB）也生产出RAMAC 钻孔雷达系统，此外，英国ERA公司、SPPSCAN公司，意大利IDS公司、瑞典及丹麦也都在生产和研制各种不同型号的雷达。80年代全数字化的GPR问世，具有划时代的意义，数字化GPR不仅提供了大量数据存储的解决方案，增强了实时和现场数据处理的能力，为数据的深层次后处理带来方便，更重要的是GPR 因此显露出更大的潜力，应用领域得以向纵身拓展。

第三阶段，从上个世纪80年代至今，可称为完善和提高阶段。在此期间，GPR技术突飞猛进，更多的国家开始关注探地雷达技术，出现了很多探地雷达的研究机构，如荷兰的应用科学研究组织和代尔夫大学，法国_德国的Saint-Louis 研究所（ISL），英国的DERA，瑞典的FOA，娜威科技大学和地质研究所，比利时的RMA，南非的开普敦大学，澳大利亚昆士兰大学，美国的林肯实验室和Lawrence Livermore国家实验室以及日本的一些研究机构等等。同时，探地雷达也得到了地球物理和电子工程界的更多关注，对天线的改进、信号的处理、地下目标的成像等方面提出了许多新的见解。GSSI公司在商业上取得了极大的成功，并在1990年被OYO公司收购，Pulse Radar 公司、Panetradar 公司以及加拿大的SSI公司也在此时迅速发展壮大。进入21世纪以后，探地雷达逐渐的象更多的领域拓展，在矿产调查、考古、地质勘探、铁路、公路、水文、农业、环境工程、土木工程、市政设施维护以及刑事勘察等各领域都有重要的应用，用以解决地质构造、场地勘察、线路选择、工程质量检测、病害诊断、超前预报、垃圾填埋场环境污染研究等问题。

我国探地雷达的研制工作起步较晚，于上个世纪70年代中期，由煤炭科学

研究总院重庆分院高克德教授为首的探地雷达专题小组，针对煤矿生产特点研制开发出了一套探地雷达系列产品——KDL系列矿井防爆雷达仪，开创了我国自主研制地质雷达的先河。直到80年代末90年代初，随着国内探地雷达仪器研制水平的提高及国外先进的仪器引进，国内不少高校和科研单位开展过地下目标探测方面的工作，其中电子科技大学、西安交通大学、二十二所、五十所、长春物理所、北京遥感设备研究所、北京理工大学、清华大学、西南交通大学、北京爱迪尔公司等单位先后研制过探地雷达试验系统，并在其中某些技术上取得一些成果。90年代末和本世纪初，中国矿业大学（北京）彭苏萍教授根据国内煤炭发展需要，成立仪器项目开发项目组，开始着手地质雷达的研制与开发，并于2004年开发出具有自主知识产权的地质雷达产品。

近几年来，探地雷达在硬件方面的发展已趋于平稳，仪器生产厂家把重点放在了数据采集速率和信噪比的提高，以及数据处理和解释软件的智能化方面。（二）国外地质雷达技术发展状况

1）美国的地质雷达技术

美国有三个地质雷达厂家，GSSI是规模较大的一家（劳累代理），此外有PLUS RODAR（郑州大学张培代理）和PENETRADAR（欧美大地代理）。

GSSI公司成立与1970年，1990年加入OYO集团，推出SIR-10型雷达，销售了150套，1994年推出SIR-2型雷达，4个月内销售25套。上世纪末本世纪初推出了SIR2000, 最近网上又推出SIR3000。

美国PLUS RODAR公司的PLUS RODAR Ⅴ型路用雷达，采用空气耦合双及型天线，有250MHz，500MHz，1GHz，2GHz多种型号。同时可安装4个不同频率的天线，测量速度可达110km/h。

美国PENETRADAR公司创建于1974年，一直从事高精度路面雷达系统的设计开发，该公司的IRIS/IRIS-L型路面雷达已作为美国路桥检测的工业标准。在中国有十几家用户。

2）英国ERA公司SPRSCAN雷达

英国有有两家雷达生产商，分别是ERA公司和SEARCHWELL公司。目前对于他们产品的详情了解甚少。

3）意大利IDS公司RIS-2K/MF雷达

意大利意锐（IDS）公司生产的RIS-2K/MF雷达（北京博态克公司代理），多通道雷达。IDS公司具有多年国防及卫星雷达经验，民用始于于20年前，意大利电信在安装前光纤前需探测地下目标，提出了及其严格的要求，IDS公司为此研制出RIS-2K/MF雷达系统。目前配置的天线的频率有80，100，150，20，400，600，1200，1600MHZ。加拿大EKKO Ⅳ天线输入电压400V，光纤1000V，重复频率30KHZ。

4）瑞典及丹麦的雷达

瑞典在生产地质雷达较早，上世纪80年代中期，ABEM公司就生产井下透射雷达，到现在工程探测及检测雷达及各类天齐全。瑞典的MALA GEOSCIENCE公司，丹麦的依可-丹公司，也都生产谈地雷达。

5）加拿大探头与软件公司PLUSE-EKKO雷达

加拿大的Sensors&Software公司生产的Pulse EKKO系列地质雷达在上世纪初就进入了中国(雷迪公司代理)，早期产品为Pulse EKKO Ⅳ，接着有功能改进的Pulse EKKO 100。该仪器的特点是接收与数字采样都放在天线中，通用光纤与笔记本电脑通讯，笔记本电脑作为记录器，抗干扰性强。但联线太多，野外使用不太方便。

6）日本OYO雷达

日本的OYO生产地质雷达较早，上世纪80年代末就有产品进入我国，进入90年代后它将地质雷达的生产转给了GSSI。

（三）国内的地质雷达技术发展

国内在上世纪80年代就开始地质雷达的研究工作，主要是为了煤矿安全，重庆煤研所在和多煤矿进行了试验，采用模拟信号、屏幕显示技术，不是数字雷达。90年代初外国雷达进入中国后，电子部22所和航天部爱迪尔公司也先后开始数字化雷达的研制，分别推出了自己的产品。90年代末和本世纪初骄鹏公司与矿大研究生院也分别研制出自己的产品。

1）爱迪尔道路雷达

爱迪尔公司推出的CIDRC道路检测雷达，天线中心频率750MHz、1000MHZ、2000MHz,并配有层位追踪软件，适合公路路面测量。后有开发出CBS-900探地

雷达一体化机，配有高频、中频和低频天线，10MHz—2GHz系列。用于混凝土结构、路面、工程场地等各种测量。

2）电子部青岛22所LTD-3型探地雷达

上世纪90年代中期，电子部青岛22所原在河南新乡时就研制出LTD-3型探地雷达，配有80MHz-1000MHz屏蔽型天线和25MHz-2000MHz非屏蔽性天线，并配有分析软件，用于混凝土结构、路面、工程场地等各种测量。其软件最早采用小波分析方法，效果很好。

3）骄鹏公司GEOPEN型地质雷达

骄鹏公司的GEOPEN型地质雷达推出的比较晚，但一体化和造型设计在国内是最好的。光纤传输，25MHz--400 MHz中低频天线，250MHz-2000 MHz 中高频屏蔽天线。并有GRIM型井间雷达系统，一次可采集多频信号，0.5-32MHz。

4）北京矿大研究生院煤矿地质雷达

北京矿大研究生院煤矿地质雷达专为煤矿安全探测设计的，具有防爆功能。2002年研制成功。

二、探地雷达信号处理与解释的发展现状

雷达波在地下的传播过程十分复杂，各种噪声和杂波的干扰非常严重，正确识别各种杂波和噪声，提取有用信息是探地雷达记录解释的重要环节，关键技术是对雷达记录进行各种数据处理。由于电磁波在地下的传播形式与地震波十分相似，而且探地雷达数据剖面也类似于反射地震数据剖面，因此反射地震数据处理的许多有效技术均可用于探地雷达数据处理，但由于雷达波和地震波存在着动力学差异如强衰减性，所以单一地移植、借鉴地震资料处理技术是不够的，文献[20]对反射地震与探地雷达进行了详细的比较，指出雷达波在湿的地层中衰减比在干的情况下要大，而地震波却恰好相反，探地雷达的穿透深度比地震波要浅得多。雷达信号常规的处理方法主要有：多次叠加来压制随即噪声；单道测量记录减去各道平均值来压制相干噪声；时变增益来校正由波前扩展及介质吸收引起的信号损失；低频、高通、带通等频率域滤波消除不必要的干扰频率；反褶积处理把雷达记录变成反射系数序列以达到消除大地干扰、分辨薄层的目的；偏移处理则是把雷达记录中的每个反射点移到其本来位置，从而获得反映地下介质的真实图像，偏移处理对消除直立体的绕射、散射产生的相干干扰能起到很大的作用。

随着数字信号处理技术的发展，又产生了许多新的雷达信号处理方法，如利用小波变换的调焦功能和频域－时域双重局部性来压制噪声；将小波和神经网络相结合实现雷达信号去噪目的；根据雷达有效信号和干扰信号在视速度上的差异，在频率－波数域上进行二维滤波达到去噪目的；通过分形技术、Hilbert变换等方法来提取雷达波的有效信息来提高分辨率；利用水平预测技术实现雷达信号水平噪声的干扰；利用雷达信号的统计学特征来实现去噪的目的等等。总之，雷达信号处理的方法类型很多，不同的方法用在不同的实际情况又不同的应用效果。

探地雷达解释模型主要包括正演模型和反演模型。在数值模拟正演技术方面，众多的研究成果在上世纪九十年代得到详尽地报道。其中有代表性的文献有：Burke and Miller (1984)和Turner(1994)分别采用磁矩法模拟了半空间的线状物体的响应和在地球表面不同高度上偶极天线的近区和远区场特征和天线输入阻抗随大地电学性质的变化。Carcione J. M.(1996，1998)阐述了有耗各向异性介质中探地雷达波理论和二维TM 及TE 模式波场的数值模拟技术，以及雷达天线的辐射模式研究。Cai(1995)应用射线追踪法进行了二维介质中雷达波的传播与模拟研究。随着计算电磁学技术的发展，时间域有限差分法成为探地雷达模拟计算的首选方法。在此后一段时间内，发表了大量文章描述该技术在探地雷达天线辐射正演模拟方面的应用。其中典型代表作有：Maloney et al., (1990), Tirkas and Balanis (1992), Roberts,R. L.和Daniels, J. J.(1997)等等。我国学者在这方面也进行许多探索，沈飚等于1997年以实际发射的脉冲子波为基础，利用正演模拟技术，模拟了雷达波在层状铺垫介质中的反射曲线，分析、解释了与之对应的公路路面下的铺垫结构。西安电子科技大学的詹毅利用FDTD方法研究了脉冲探地雷达在有耗、色散、不均匀土壤中的应用；何兵寿、岳建华、邓世坤、冯德山等也利用FDTD方法对探地雷达进行了数值模拟研究不同地电模型雷达波德响应特征，FDTD方法的应用使探地雷达的理论研究达到了一个新的高峰。

在反演方面，德国Makky S.Jaya等人提出了一种改进的反演模型，并用测试数据成功地反演出埋藏在混凝土中钢筋的图像。文海玉采用全局优化反演算法，毅探地雷达资料的观测数据与正演合成数据之差的平方合作为目标函数，反演除地下介质的参数；王兆磊利用地质雷达二维数据资料反演了地下介质的参数；但总体说来与实际应用相差较远，因而目前能用于探地雷达数据解释或反演的成果并

不多见。

本次工程检测对引大东二干渠，1#隧洞衬砌内部及背后缺陷分布情况进行无破损法检测检测，包括空洞，脱空，裂缝，渗水，异物，结构松散不密实等。本工程对引大入秦工程的监测、修复和正常运行做出了保证，对引大入秦工程的用水、节水作用重大。

根据公路隧道工程衬砌的特殊结构，一般采用500～1000MHz收发同置天线。在保证衬砌厚度测试精度和足够探测厚度的前提下，选取采样范围为20～60ns。可区分厚度不足、脱空、漏水等质量问题。可确定配筋、钢筋网、隔栅拱的部位，判断其变形、错位等情况。

在交通与水利建设中,隧洞及涵洞施工地质条件复杂,工程事故多种多样。在不影响隧洞运行的前提下，开展以探地雷达为主的快速、准确的无损检测工作，及时发现病害的位置、规模及其性质，对确保隧道的长期安全运行具有重要意义。

二、检测方法和原理的研究

探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)，是利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构分布的非破坏性的探测仪器，通过雷达天线对隐蔽目标体进行全断面扫描的方式获得断面的扫描图像。具体工作原理就是：当雷达系统利用天线向地下发射宽频带高频电磁波，电磁波信号在介质内部传播时遇到介电差异较大的介质界面时，就会反射、透射和折射。两种介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射回的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，由雷达主机精确记录下反射回的电磁波的运动特征，再通过信号技术处理，形成全断面的扫描图，工程技术人员通过对雷达图像的判读，判断出地下目标物的实际结构情况。

图一、探地雷达系统工作示意图

电磁波的传播取决于介质的电性，介质的电性主要有电导率μ和介电常数ε，前者主要影响电磁波的穿透(探测)深度，在电导率适中的情况下，后者决定电磁波在该物体中的传播速度，因此，所谓电性介面也就是电磁波传播的速度介面。不同的地质体(物体)具有不同的电性，因此，在不同电性的地质体的分界面上，都会产生回波。

探地雷达在勘查中的基本参数描述如下：

1、电磁脉冲波旅行时间 v z v x z t 2422≈+=

式中：Z —勘查目标体的埋深； x —发射、接收天线的距离（式中因Z>x,故x 可忽略）；V —电磁波在介质中的传播速度。

2、电磁波在介质中的传播速度

探地雷达主要利用宽带

高频时域电磁脉冲波的反射

探测目的体。

由公式

雷达根据测得的雷达波

走时，自动求出反射物的深度

z 和范围。

图二、探地雷达的工作原理及其探测方法

孤立体 层面体

r r r c c v εμε≈=

式中： C —电磁波在真空中的传播速度（0.29979m/ns ）；r ε—介质的相对介电常数，r μ—介质的相对磁导率（一般r μ1≈）

3、电磁波的反射系数

电磁波在介质传播过程中，当遇到相对介电常数明显变化的地质现象时，电磁波将产生反射及透射现象，其反射和透射能量的分配主要与异常变化界面的电磁波反射系数有关： 212212211222

1122)()()()(εεεεμεμεμεμε+-≈+-=r

式中：r — 界面电磁波反射系数；1ε—第一层介质的相对介电常数；2ε—第二层介质的相对介电常数。

4、探地雷达记录时间和勘查深度的关系

t c vt z r

??==ε2121 式中：Z — 勘查目标体的深度；t — 雷达记录时间。

由于不同频率天线的测深能力不同，频率越低，探测深度越大，但是分辨率会降低，频率越高，探测深度越浅，分辨率会很高。此次检测的有效深度分别为0.5米和2米以内，分辨率分别为毫米级和厘米级；因此在测试深度及精度合适的情况下此次测试选择的是瑞典MALA 地球科学仪器公司生产的RAMAC/GPR CUII 型探地雷达，天线选用500MHz 屏蔽天线；分别进行衬砌缺陷和衬砌厚度测试。

参数设置：500 MHz 屏蔽天线，采样频率7500MHz ，采样点408，采集时窗52ns ，自动迭加8次，距离触发测试方式，采样间隔为0.01米。

三、数据处理和解释的研究

探测的雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录，以波形或灰度显示探测雷达剖面图。地质雷达探测资料的解释包括两部分内容：一为数据处理，二为图象解释。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器，介质对波的不同程度的吸收以及介质的不均匀性质，使得脉冲到达接收天线时，波幅减小，波形变得与原始发射波

形有较大的差异。另外，不同程度的各种随机噪声和干扰，也影响实测数据。因此，必须对接收信号实施适当的处理，以改善资料的信噪比，为进一步解释提供清晰可变的图像。对于异常的识别应结合已知到未知，从而为识别现场探测中遇到的有限目的体引起的异常，以及对各类图像进行解释提供了依据。

图像处理包括消除随机噪声压制干扰，改善背景；进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波，进行滤波处理除去高频，突出目的体，降低背景噪声和余振影响。

图像解释是识别异常，这是一个经验积累的过程，一方面基于地质雷达图像的正演结果，另一方面由于工程实践成果获得。只有获得高质量的地质雷达图像并能正确的判别异常才能获得可靠、准确的地质解释结果。

识别干扰波及目标体的地质雷达图象特征是进行地质雷达图像解释的核心内容。

地质雷达在地质和地表条件理想的情况下，可得清晰、易于解释的雷达记录，但在条件不好的情况下，地质雷达在接收有效信号的同时，也不可避免地接收到各种干扰信号。产生干扰信号的的原因很多，结构检测常见的干扰有结果内部的电缆、导管、金属物体等以及天线耦合不好的情况，干扰波一般都有特殊形状，易于辨别和确认。

四、

隧道衬砌地质雷达无损检测技术

隧道衬砌质量地质雷达无损检测技术 1 前言 工艺概况 铁路隧道衬砌是隐蔽工程，用传统的目测或钻孔对其质量进行检测有较大的局限性；应用物理勘探的方法对隧道衬砌混凝土进行无损检测，可取得快速、安全、可靠的效果。 工艺原理 电磁反射波法（地质雷达）由主机、天线和配套软件等几部分组成。根据电磁波在有耗介质中的传播特性，当发射天线向被测介质发射高频脉冲电磁波时，电磁波遇到不均匀体(接口)时会反射一部分电磁波，其反射系数主要取决于被测介质的介电常数，雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理，达到探测识别目标物体的目的(图1)。 图1 地质雷达基本原理示意图 电磁波在特定介质中的传播速度是不变的 ，因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT ，即可据下式算出异常介质的埋藏深度H ： H V T =??2 (1) 式中，V 是电磁波在介质中的传播速度，其大小由下式表示： V C =ε (2) 式中，C 是电磁波在大气中的传播速度，约为×108m/s ； ε为相对介电常数，不同的介质其介电常数亦不同。 雷达波反射信号的振幅与反射系统成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数可表示为： 212 1εεεε+-=r (3)

反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越大，反射信号越强。 雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。电导率越高，穿透深度越小；频率越高，穿透深度越小。 2 工艺特点 电磁反射波法（地质雷达）能够预测隧道施工中衬砌的各种质量问题，分辨率高，精度高，探测深度一般在～左右。利用高频电磁脉冲波的反射，中心工作频率 400MHz/900 MHz/1500 MHz； 采用宽带短脉冲和高采样率，分辨率较高； 采用可调程序高次迭加和多波处理等信号恢复技术，大大改善了信噪比和图像显示性能。 （1）操作简单，对工作环境要求不高； （2）对衬砌隐蔽工程质量问题性质判断一般精度较高，分辨率可达到2～5cm，检测的深度、结构尺寸以及里程偏差或误差小于10%，缺陷类型识别准确度达95%以上； （3）通过专业的RADAN 分析软件，专业的技术人员可以迅速的完成数据处理等。 3 适用范围 地质雷达有其适用范围和适用条件，目标体与周围介质是否存在足够的电性差异，是探测工作是否有效的前提，这种电性差异就是介电常数；应根据不同的检测对象和检测要求选用不同的天线类型；适用条件，探测的目标体与周围介质有较大的介电常数差异并具有较好的反射条件；上覆层导电性较弱；目标体具有一定的体积，引起的异常有一定的强度；具有一定的探测对比资料。 该技术适用于隧道衬砌质量施工过程控制和竣工验收的无损检测。 4 主要引用标准 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB 10753-2010） 《铁路隧道工程施工质量验收标准》TBl0417-2003 《铁路隧道衬砌质量无损检测规程施工规范》（TB10223-2004） 《铁路工程物理勘探规程》（TB10013-2004） 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）

材料缺陷检测技术

材料（构件）缺陷检测技术 摘要：无损检测技术是随着现代工业技术的发展而发展起来的，总得来说，无损检测大致经历了三个阶段早期称作无损探伤，它的作用是在不破坏产品的前提下，检测出人眼无法看见的缺陷，以满足工程中的需要；第二阶段称为无损检测，它不是检测，它不是检测最终产品，而是要测量过程工艺参数；第三阶段称为无损评价，它不仅要检测缺陷是否存在和位置信息，还要测出缺陷的类型、尺寸、形状、取向以及对材料的力学行为的影响。，无损检测的类型有很多，根据美国国家航天局统计分析，大概有六大类，70余种。因为材料（构件）缺陷检验在航空航天，建筑，交通，工业，运输都有广泛的应用，也是这些行业正常运行的必要保障，也为国家和人民提供产品质量和安全保障，所以，现如今人们发明了各种各样的材料缺陷检测设备和装置，如：超声检测、红外检测、电子错位散斑干涉、交变磁场测量法等无损伤检测技术。下面我将对一些现如今主要运用的检测技术对其原理、优缺点做一下介绍。 关键词：无损检测，超声检测；红外检测；电子错位散斑干涉；交变磁场检测 引言：材料或构件在使用中难免会有疲劳损伤、荷载 损伤和被腐蚀，即使是全新加工制作的构件也难免有 缺陷。及时发现材料或构件的缺陷有利于减少损失， 保障安全。如今有很多各种各样的探伤检测设备，可 以根据不同需要选择对应的检测设备和方法。下面将 对比介绍一下现在普遍运用的检测手段和方法。 1.超声探伤检测 超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产 生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，就能 异常精确地测出缺陷来．并且能显示内部缺陷的位 置和大小，测定材料厚度等。除探伤外，超声波还 可用于测定材料的厚度,使用较广泛的是数字式超 声测厚仪，可用来测定化工管道、船体钢板等易腐 蚀物件的厚度。利用测定超声波在材料中的声速、 衰减或共振频率可测定金属材料的晶粒度、弹性模量(见拉伸试验)、硬度、内应力、钢的淬硬层深度、球墨铸铁的球化程度等。 此外，穿透式超声法在检验纤维增强塑料和蜂窝结构材料方面的应用也已日益广泛。原理： 超声波是频率高于20千赫的机械波。在超声探伤中常用的频率为0.5～10兆赫。这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面（如缺陷或被测物件的底面等）就会产生反射。这种反射现象可被用来进行超声波探伤，最常用的是脉冲回波探伤法探伤，脉冲振荡器发出的电压加在探头上（用压电陶瓷或石英晶片制超声探伤仪

公路沥青路面常见病害及检测技术

公路沥青路面常见病害及检测技术 摘要：沥青路面以其表面平整、坚实、无接缝、行车平稳、舒适、噪音小、造价低廉、适宜机械化施工等诸多优点，在各级路面上得到广泛应用。近年来，我国的公路建设取得重大发展，但在施工中，因为前期施工存在不足和竣工后不当使用，对道路的使用质量和寿命产生极大的影响。所以，探究沥青路面病害产生的原因，提出相应的防治措施极其必要。以天新线乐东段沥青路面常见病害及处治方法为例，进行技术合理化运用探讨。 关键词：公路；沥青路面；常见病害；检测技术 1公路沥青路面常见病害分析 1.1泛油现象 沥青路面在使用过程中最为常见的一项病害就是泛油现象，主要是因为在施工过程中对沥青材料的用量没有进行一个有效控制，从而导致沥青材料占比较大，逐渐在使用过程中出现泛油现象。除此之外如果在施工过程中没有对温度进行一个有效控制就会导致在使用过程中随着温度的不断升高以及路面承受压力的增大，导致泛油现象的产生。所以在对路面进行维护保养时，要注重对路面泛油现象的防护与保养。 1.2坑槽、松散、推移现象 坑槽现象的产生主要是由于沥青路面的自身强度无法满足公路的实际使用需求，从而导致在使用过程中面层逐渐出现网裂、龟裂等现象，再加之日常的维护保养工作不到位，从而随着时间的推移逐渐产生坑槽现象。路面的松散主要出现在沥青路面使用的初期阶段，主要是因为施工过程中对沥青配比不合理导致沥青材料的整体黏度偏低、矿料的适度较高，从而导致路面松散，加大日常使用过程中路面的冲击度，加大路面的损耗程度。 推移现象的产生与路面的施工质量有着密切的联系，如果在施工过程中相关项目的施工质量达不到实际的设计标准，就可能导致路面推移现象的产生。例如在对路面进行铺装操作时，如果对基层表面的清理不到位，就会导致基层表面与路基表面粘连度降低。在项目投入使用后，随着路面通行压力的增加，就会逐渐导致推移现象的产生，久而久之路面两边就产生鼓包，甚至出现较为严重的裂缝现象。另外如果施工质量不达标，还会导致公路项目中的地基结构平整度降低，不平整的结构会随着使用时间的增长而反映在路面上，导致路面波浪病害现象的产生。 1.3裂缝 裂缝现象是公路项目在使用过程中最为普遍的一类病害，裂缝的种类以及裂缝现象的成因较多，目前常见的裂缝种类有：①横向裂缝。这种裂缝与路面的中线呈垂直分布，裂缝的成因主要是因为路面两侧硬路肩，从而逐渐发展为贯穿整个公路项目的横向裂缝，对车辆的日常出行以及公路的使用寿命造成影响；②纵向裂缝；纵向裂缝也是公路项目中较为常见的一种裂缝形式，其多存在于路基以及路面加宽处；③龟裂的表现形式主要是多条裂缝交叉存在，从而呈现一个网状开裂的现象，龟裂现象的产生在很大程度上降低了路面的平整性以及路面的整体强度，加大了日常使用过程中的路面损耗，降低了沥青路面的使用寿命。 1.4水破坏 水破坏主要是外界水分对路面造成的一系列损害现象，当外界水分含量较高时，会在公路的不断收缩膨胀作用下深入到路面的内部结构中，促使沥青膜与路基结构出现分离，从而增加了项目使用过程中冲击力度，并随着项目使用时间增加，出现坑槽、裂缝等现象。 1.5路面车辙 路面车辙主要出现在夏季高温环境下，是对路面影响最为严重的一项病害，较为常见的车辙主要有以下几种： ①公路承载力度过大，而使得路基结构内部出现变形，这种变形属于永久性的变形，日后的修复难度较大，修复所需的各项费用也比较高。 ②沥青混凝土侧向变形产生的车辙，如果路面长期处于一个高温环境中，再加上路面车辆的反复碾压，就会导致路面出现车辙现象。

隧道病害专项检测方案

高速公路隧道定期检测方案

目录 1、隧道定期检测的必要性 (1) 2、检查内容 (1) 2.1、地质雷达探测 (1) 2.2、建筑侵限检测 (6) 2.3、隧道结构外观质量检查 (8) 2.4、衬砌混凝土表面强度检查 (9) 2.5、衬砌钢筋锈蚀检测 (10) 2.6、钻孔取芯检测 (10) 3、其它注意事项 (11) 4、投入人员情况 (12) 5、投入设备情况 (12) 6、价格概算清单 (13)

贵州高速公路隧道定期检测方案 1、隧道定期检测的必要性 近十余年，随着我国公路交通建设的大发展，我国新建了大量的隧道投入运营使用。隧道是一个特殊的工程结构物，其自身结构和周围地质环境相互作用的特点决定了其受力的复杂性，因此，隧道养护比一般路桥工程养护要求高，技术较为复杂，具有一定的特殊性，需要进行专门的科学养护和管理，才能保证隧道的安全运营。 根据我国对运营近十年公路隧道的调查显示，已建隧道普遍存在不同程度的衬砌裂缝、变形以及渗漏水等病害，对隧道的健康状况进行全面定期检测与养护势在必行。通过定期检测，应系统掌握隧道结构的基本技术状况，合理评定隧道的功能状态，为下一步的养护提供依据。 为系统掌握隧道的健康状况，调查清楚隧道存在的病害情况与隐患，为后期的养护治理提供有力依据，根据我单位检测的工程经验和《公路隧道养护技术规范》（JTGH12-2003）的要求，制定该检查方案。 2、检查内容 2.1、地质雷达探测 2.1.1探测范围 检测时在各检测隧道段的拱顶、拱腰以及边墙3个部位分别布置检测剖面，共5条测线，拱顶为各隧道的正顶部附近、拱腰为隧道的起拱线以上1m左右，边墙为隧道的排水沟盖板以上2m左右，如图1所示。 拱顶测线 拱腰测线拱腰测线

国内探地雷达与国外的差别

国内探地雷达与国外的差别 随着世界经济建设和材料科学的发展，对地下非金属类目标探测技术的需求变得愈来愈迫切，六十年代末期得到发展的时域电磁场理论和相关的电子技术，进一步推动了毫微秒脉冲地下目标探测设备—探地雷达（GPR）的研制和应用。现在，国内外兴起了利用探地雷达进行地下目标无损探测的研究和应用热潮，探地雷达在城建、交通、地质、考古、国防等部门中扮演着越来越重要的角色。 在军方及地质与勘探部门的持续支持下，中国电波传播研究所在地下目标高分辨率探测领域，已开展十余年的研究工作,目前已经研制成功LTD系列多种型号的探地雷达产品,其中全数字化LTD-10一体化探地雷达具备携带方便、功能强、性能稳定等特点，既可以用于公路、隧道面层厚度检测，又可以用于地下较深层目标的探测，已广泛应用于军事和民用各领域。 但随着应用范围的不断拓宽，现场对尚处于成长期的探地雷达提出越来越高的技术要求，其中探测深度和分辨率的矛盾显得越来越明显，作者在此抛砖引玉，希望更多的科研院所、学校和现场应用部门加入到无损探测技术研究中来，通力合作，尽快使电磁波传播理论和探地雷达应用技术有大的突破。 工作原理 LTD探地雷达工作时，在雷达主机控制下，脉冲源产生周期性的毫微秒信号，并直接馈给发射天线，经由发射天线耦合到地下的信号在传播路径上遇到非均匀体时，产生反射信号。位于地面上的接收天线在接收到地下回波后，直接传输到接收机，信号在接收机经过整形和放大等处理后，经电缆传输到雷达主机，经处理后传输到微机。在微机中对信号依照幅度大小进行编码，并以伪彩色电平图/灰色电平图或波形堆积图的方式显示出来，经事后处理，可用来判断地下目标的深度、大小和方位等特性参数。 系统组成 探地雷达系统主要由LTD-10一体化雷达主机、天线、综合控制电缆、测距轮及其它相关配件和随机附送软件组成。 与国外部分品牌主机设计不同，探地雷达采用工控机和雷达主机一体化设计，与随机附送软件（包括实时采集软件和事后处理软件，两者都是全中文界面）配合，利用键盘或鼠标就可完成数据采集和后处理工作。其中，实时采集软件为用户提供分别在DOS和Windows2000

解读我国探地雷达的应用现状及展望

解读我国探地雷达的应用现状及展望 发表时间：2019-04-26T16:27:00.530Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：李柯辉[导读] 摘要：本文从建筑工程质量检测、岩土工程勘察及地质勘探、城市基础设施探测、公路、铁路质量检测、水利工程探测、考古探测、军事及安全领域等方面，对我国探地雷达的应用现状进行了说明，并阐述了我国探地雷达的应用展望，以期为促进我国对探地雷达技术的更好应用，推动我国更多领域的发展提供参考。 广东省公路工程质量监测中心广东广州 510500摘要：本文从建筑工程质量检测、岩土工程勘察及地质勘探、城市基础设施探测、公路、铁路质量检测、水利工程探测、考古探测、军事及安全领域等方面，对我国探地雷达的应用现状进行了说明，并阐述了我国探地雷达的应用展望，以期为促进我国对探地雷达技术的更好应用，推动我国更多领域的发展提供参考。 关键词：探地雷达；应用现状；展望引言 就探地雷达而言，其在我国之中也被称为地质雷达，于应用方面主要是通过对频率在106到109Hz的超高频脉冲电磁波的利用，来实现对地下介质所具有的分布特征方面的有效探测的一种地球物理方法，且在近年来的不断发展之中，其在应用范围方面也愈加广阔，呈现出一片大好的应用前景。 一、我国探地雷达的应用现状 （一）在建筑工程质量检测之中的应用对于建筑工程领域而言，其一系列工作的开展，都需要相应的数据作为支撑，也就是说其对于数据本身的可靠性方面的要求较高，但就实际情况而言，其中包含了很多具有较高隐蔽性的工程，若仅仅通过常规手段展开数据的获取，则存在较大的困难。但就我国当前阶段的探测雷达技术应用而言，其在建筑工程质量检测领域之中的应用具有较为良好的成效，能够对以上的问题良好的解决，其能够针对建筑工程建设施工之中，缺陷部位与完好部位介质之间的介电常数差异性的对比，来对其中存在的较为隐蔽的质量缺陷良好的探测出来，以便于对缺陷部位问题进行及时的了解及补救。在探地雷达技术实际应用于建筑工程质量检测之中时，其往往是在建筑物的结构及探伤、混凝土浇筑的质量、保护层厚度及其中钢筋的分布情况等方面发挥相应的探测作用。 （二）在岩土工程勘察及地质勘探之中的应用在岩土工程勘察及地质勘探工作的开展之中，常规的地质勘查方法都是以钻孔勘查为主，其虽然发挥了一定的作用，但因勘查的过程之中其钻孔的数量毕竟有限，使之难以对工程建设开展区域地下地层的分布情况及相应的特征全面的掌握，这便会对工程实际的建设开展带来一定的质量及安全方面的隐患。此时，在建设所在区域地质勘查工作之中对探地雷达加以应用，能够对其快速且大面积普查的优势加以发挥，进而能够对传统钻孔勘查的缺陷加以弥补，实现对地下之中的障碍物分布情况、回填土所具有的厚度、地下断裂发育以及地层分层特征等方面的情况及内容拥有较为全面的了解，进而能够为岩土工程整体设计施工的开展提供有利依据。此外，在实际开展岩土工程勘察及地质勘探时，将探地雷达技术与其他技术相结合，能够实现对地基及矿产资源调查、地层划分、断层及断裂查找、水文地质勘察等方面情况的良好勘察，以便于拥有更高依据的开展施工操作。 （三）在城市基础设施探测之中的应用在城市整体的运行过程之中，其基础设施探测工作的开展必不可少，且所包含的内容较多，有地下空洞、金属及非金属管线探索、突发工程事故抢险、城市路面坍塌等等，但又因为城市之中本身的环境条件较为复杂，存在电磁干扰、机械振动等多方面的干扰源，致使大多数探测方法的开展都难以达到相应的探测效果。此时，应用探地雷达技术其本身的天线具有一定的屏蔽功能，使之能够无惧干扰正常开展探测工作，尤其是在桩基及复合地基等基础工程之中，能够实现对地基加固效果方面的准确检测。 （四）在公路、铁路质量检测之中的应用随着近年来我国公路及铁路领域的飞速发展，因探地雷达技术本身所具有的优势，使之在以上领域之中获得了较为广泛的应用，对其分别进行说明，则可分为以下几点。第一点，在公路建设方面，充分发挥了探地雷达的探测精度及速度方面的优势，使之能够在公路路基、路基病害检测、桥梁结构及沥青厚度的检测方面良好的发挥作用，经由相应的雷达图像，能够实现对缺陷部位的清晰观看。第二点，在铁路建设方面，探地雷达技术已经在包括翻浆、裂缝、孔洞等在内的路基病害检测、路基岩溶、采空区等方面的探测工作之中发挥了作用，并达到了较为良好的应用效果。就近年来的发展情况来看，探地雷达于铁路路基领域之中的应用，已经由原本的未经运营状态之下得到铁路线路探测，逐渐向处于通车运行状态之下的铁路线路方向发展，且正在着力开展轨道车载式铁路路基质量检测系统的大力研发工作[1]。 （五）在水利工程探测之中的应用就探地雷达技术而言，其在我国水利工程领域之中的应用，主要是在工程开展前期的滑坡体与基岩埋深方面的勘察工作，中期的水利工程施工质量、堤坝隐患探测等方面的应用，不仅仅能够对整体的施工开展及施工质量提供保障，还能够对施工整体的进度及质量控制工作的开展达到一定的促进作用。其中，探地雷达应用效果最佳的便是在水利工程的质量检测及地把隐患问题的探测方面，仅仅在这两个方面的应用，便已经帮助水利工程建设解决了诸多的施工问题[2]。 （六）在考古探测之中的应用在考古这一领域之中，探地雷达技术的应用本身便拥有较高的优势，其能够通过其优越的低下探测能力，实现对低些埋藏物、地下墓穴、古遗址及古文化层埋深等方面的良好探测及调查，进而能够提升考古的整体水平，但就当前阶段的发展而言，虽然我国于此方面的起步较晚，但到目前为止已经取得了一定的成就，如我国的中国地质大学便利用这一技术，开展了针对位于甘肃省的敦煌莫高窟这一古遗迹的探索及研究工作。 （七）在军事及安全领域之中的应用就我国而言，与国外的许多国家相比，将探地雷达技术应用于军事及安全领域的开展年限较短，于我国而言仍旧属于拓展及探索领域，到目前为止其主要是在建筑物内的隐蔽物、地下隐蔽物及战争遗留未爆炸物等方面的探测之中加以应用，可以达到较好的开展效果，具有较好的应用前景。

软件源代码安全缺陷检测技术研究进展综述

软件源代码安全缺陷检测技术研究进展综述 摘要：软件安全缺陷检测已经成为软件行业非常重要的一项工作。安全关键软件设计使用的C/C++语言含有大量未定义行为，使用不当可能产生重大安全隐患。本文将根据八篇前沿论文，总结提出八种比较新的软件安全缺陷检测技术和算法。设计和实现了一个可扩展的源代码静态分析工具平台，并通过实验表明，相对于单个工具的检测结果而言，该平台明显降低了漏报率和误报率。 关键字：源代码；安全缺陷；静态检测工具；缺陷描述 Abstract：Software security detection has become a very important work in the software industry. Fatal security vulnerabilities are caused by undefined behaviors of C/C++ language used in Safety-Critical software. This paper will give out eight kinds of new technology about the software security detection based on eight cutting-edge papers. design. Key words: source code; safety defects; static test tools; statistical analysis; defectives description 1引言： 近年来,随着软件事业的发展,人们逐渐的认识到,想要开发出高质量的软件产品,必须对软件的开发过程进行改善。研究表明,相当数量的安全问题是由于软件自身的安全漏洞引起的。软件开发过程中引入的大量缺陷,是产生软件漏洞的重要原因之一。软件源代码安全性缺陷排除是软件过程改进的一项重要措施。当前,与源代码安全缺陷研究相关的组织有CWE、Nist、OWASP等。业界也出现了一批优秀的源代码安全检测工具,但是这些机构、组织或者公司对源代码发中缺表 1 CWE 中缺陷描述字段表 2 SAMATE 中评估实例描述方法陷的描述方法不一,业界没有统一的标准。在实际工作中,经过确认的缺陷需要提取,源代码需要用统一的方法描述。本文根据实际工作的需要,调研国内外相关资料,提出一种源代码缺陷描述方法。 通常意义上的网络安全的最大威胁是程序上的漏洞，程序漏洞检测主要分为运行时检测和静态分析方法。运行时检测方法需要运行被测程序，其检测依赖外部环境和测试用例，具有一定的不确定性。 开发人员在开发过程中会引入一些源代码缺陷，如SQL 注入、缓冲区溢出、跨站脚本攻击等。同时一些应用程序编程接口本身也可能存在安全缺陷。而这些安全缺陷轻则导致应用程序崩溃，重则导致计算机死机，造成的经济和财产损失是无法估量的。目前的防护手段无法解决源代码层面的安全问题。因而创建一套科学、完整的源代码安全缺陷评价体系成为目前亟待解决的问题。 目前与源代码安全缺陷研究相关的组织有CWE等,业界也出现了一批优秀的源代码安全检测工具,但是这些机构和组织对源代码中缺陷的描述方法不一,没有统一的标准。本文借鉴业界对源代码缺陷的描述,结合实际工作需要,提出了一种计算机源代码缺陷的描述方法。 随着社会信息化的不断加深，人们不得不开始面对日益突出的信息安全问题。研究表明，相当数量的安全问题是由于软件自身的安全漏洞引起的。软件开发过程中引入的大量缺陷，是产生软件漏洞的重要原因之一。不同的软件缺陷会产生不同的后果，必须区别对待各类缺陷，分析原因，研究其危害程度，预防方法等。建立一个比较完整的缺陷分类信息，对预防和修复软件安全缺陷具有指导作用。软件缺陷一般按性质分类，目前已有很多不同的软件缺陷分类法，但在当前实际审查使用中，这些缺陷分类存在以下弊端: (1)专门针对代码审查阶段发现缺陷的分类较少。现有的分类法一般包括动态测试发现的缺陷类型和文档缺陷等，

浅谈公路沥青路面常见病害及检测技术 冷如涛

浅谈公路沥青路面常见病害及检测技术冷如涛 发表时间：2019-05-22T10:35:11.970Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：冷如涛 [导读] 并且由于后期的维护作业不到位导致了病害不能及时的修正，最终影响公路的正常使用，下面就针对沥青路面的公路病害进行详细的分析。 开封市通达公路工程有限公司河南省开封市 475000 摘要：沥青路面的病害问题已经存在了相当长的时间，在分析其成因的过程我们也发现了很多不必要或者不应该出现的问题，在施工中没有进行严格的质量管控，施工环节中存在很多不合理的现象，在投入运营后也没有妥善的处理好维护管理方面的工作，才导致了很多病害问题的发生。本文就主要以几种常见的病害为主要探讨对象，并介绍一些实用可靠的检测技术。 关键词：公路沥青路面；常见病害；检测技术 1沥青路面公路的病害种类 公路路面的种类并不多，常见的材质为沥青混凝土路面，其按照结构形态可以大致的划分为两层及三层的沥青路面，根据层数的不同路面的承载能力也有所不同。在日常的使用过程当中，因为车辆超载、地理环境、气候条件等因素的影响，沥青公路常常会出现各种病害，并且由于后期的维护作业不到位导致了病害不能及时的修正，最终影响公路的正常使用，下面就针对沥青路面的公路病害进行详细的分析。 1.1开裂 在沥青路面的所有病害类型当中最常见的一种便是路面开裂现象，对于开裂现象有横向的、纵向的以及不规则的开裂，这些问题主要是还是由于常年的车辆碾压、地理环境等因素所导致的问题。大多数公路里面的开裂现象还是因为温缩影响所产生的，而温缩开裂可以大致的划分因突然降温而导致的低温开裂以及由于反复的高低温影响从而导致的疲劳开裂。无论是低温开裂还是疲劳开裂其都会导致公路的应力松弛性出现下降，路面变得脆弱。开裂的现象在公路病害中较为常见，其影响力很大，如果不得到及时有效的维护影响会愈渐加大，对于公路的安全使用产生一定程度的隐患。且在后续的使用过程当中，由于车辆的碾压、气温的变化等因素会使开裂现象更加的严重，其公路的实际使用能力大打折扣。 1.2车辙 在沥青路面上留下了超过十毫米的车轮轨迹的带状凹槽即为路面车辙病害，该病害主要是因为长期的车辆碾压从而导致的路面变形，由于沥青路面拥有一定的应力松弛现象，因为车辆的行驶使得路面产生了承载负荷的现象，沥青混凝土的材料无法充分消化受力，就导致了车辙病害的存在。该病害是永久性的难以修复的路面问题，该情况容易给路面上行驶的车辆带来阻碍，是需要及时维护的病害之一。 1.3坑槽 首先，产生坑槽的原因出现在施工阶段中，施工人员没有做好防水防渗方面的工作，导致沥青砼结构渗水，破坏了原有的结构强度和形态。施工人员在路面的建造中没有依据相关的设计标准来衡量路面结构土层的施工质量，很多施工单位为了降低建设成本和开销，私自改变了施工程序和方式，在路面的土层中填入了禁止使用的粗料，而且细料的占比很少，这就导致缝隙和缺陷大量出现，沥青结构的强度和密度不符合设计规范和标准，雨季来临后，雨水就会渗透进入大量存在的缝隙和缺陷内贮存下来，使得沥青材料的粘性以及承载能力下降，雨水的长期侵蚀作用就会在路面的表面留下一个个坑槽。 其次，路面工程中针对基层的强度和承载性能，没有得到重视和关注，相应的施工措施也没有得到具体的落实和执行，造成强度明显不足，这主要是由于施工中使用机械设备时出现了故障问题，或者在人员操作的过程中出现失误，使得操作方法和技术手段的作用没有被完全发挥出来，沥青的一些混合材料粘性下降导致分离和脱落，在一些局部位置，基层的强度不达标，造成不均匀受力情况的发生，因为一部分粗料会聚集起来，形成不均衡的应力作用，相对强度较低和较为脆弱的部分就会逐渐形成坑槽。 最后，在施工阶段，没有认真的做好清洁整理工作，基层在施工完成以后，没有对残留下的浮浆和杂质进行全面细致的清除，导致这些物质残留在基层与沥青砼路面的之间，因此就将两者隔离开来，一旦存在隔离的位置上沥青砼结构出现渗水的情况，就会与一些已经固话的浮浆混合在一起，成为泥浆，使得路面的抗压性能以及承载能力都大幅下降，经过车辆的碾压以后，就会使这些泥浆从路面的缺口中迸发出来，形成喷浆，坑槽的体积和面积也将进一步的扩大。 2公路沥青路面检测技术 2.1平整度检测技术 公路路面平整度检测工作开展过程中，主要围绕某一路段的凹凸情况等开展检测工作，在此基础上对各类数据进行分析处理。就公路养护和公路施工等工作可以发现，公路路面平整度并不只是路面的问题，而是各个层次的问题不断累加，最终在公路路面展示了出来。当公路路面平整度相对较差时，在上面行车将会产生强烈的震动感，行进过程中的行车阻力也会明显增加，不仅影响了公路的整体质量，也会对人们出行等产生极为不利的影响，阻碍后续各项工作以合理方式开展。当前公路路面平整度检测工作开展过程中，主要使用反映类仪器和断面类检测仪器来开展各项工作，在此基础上对路面不同位置的高程等进行分析，保障其整体工作质量。同时，当前路面检测工作开展过程中，主要应用直尺法、精密水准仪法和手推式断面仪法等开展平整度检测工作。用连续式平整仪法来开展相关检测工作的过程中，其操作相对比较简单，得到的数据也相对比较精准，但是该方法只适合应用于平整度相对较好的公路路面检测工作中，当公路的平整度相对较低，路面存在诸多问题时，后续的平整度检测等工作在开展过程中将会产生严重问题，检测结果的科学性等并不能得到保障。 2.2路面弯沉检测技术 公路路面强度检测工作开展过程中，主要应用无破损实验和破损实验两方面来开展各项工作。无破损实验在开展过程中对公路造成的破坏相对较小，只需要利用相关技术即可开展路面强度的分析估算工作。但是破损实验在工作过程中则会破坏公路的原有结构，将会对公路运行的整体质量等产生不必要的影响，不利于后续各项工作合理开展。在当前公路路面强度检测工作开展过程中，应当合理应用路面弯沉检测来开展后续各项检测工作。首先，在静态弯沉检测工作开展过程中，相关人员应当结合贝克曼梁式弯沉仪等设备来开展检测工作，考虑其检测仪器在应用过程中的局限来开展后续各项工作，将该类问题造成的影响降到最低。其次，稳态弯沉测量仪工作过程中，主要应

公路隧道病害检测与分析

公路隧道病害检测与分析 发表时间：2014-11-25T09:29:00.263Z 来源：《价值工程》2014年第5月中旬供稿作者：付巧云[导读] 随着社会经济的不断发展，公路桥梁隧道在交通建设中占越来越大比重，如何检测隧道的病害是隧道工程施工及运营管理的重要问题。 付巧云 FU Qiao-yun （湖北交通职业技术学院，武汉 430073） （Hubei Communications Technical College，Wuhan 430073，China） 摘要：随着社会经济的不断发展，公路桥梁隧道在交通建设中占越来越大比重，如何检测隧道的病害是隧道工程施工及运营管理的重要问题。本文以某公路隧道检测为例，介绍了隧道病害检测与分析的有关内容。 Abstract: With the development of social economy, roads and bridges tunnel accounted for an increasing proportion in transportation construction. How to detect diseases of the tunnel is an important issue for tunnel construction and operations management. This paper takes a road tunnel detection as an example to describes the contents of the tunnel about disease detection and analysis. 关键词：隧道；病害；检测；裂缝 Key words: tunnel；disease；detection；cracks 中图分类号：U457 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0100-02 引言 该隧道拟定的起止桩号为：K0+000~K0+583，全长583m，为双车道公路隧道。隧道所经地层为志留系泥岩中，层理明显，风化严重，节理裂隙发育，裂隙较大，岩体较破碎，软弱夹层多，个别处有断层出没，岩石遇水软化成泥。本隧道地下水位较高且具有弱侵蚀作用。隧道结构形式采用复合式衬砌，以锚杆、钢筋网喷射混凝土、钢拱架为初期支护，筑模混凝土为二次衬砌。 2001年8月顺利贯通，通车至今已运营六年多，隧道已出现密布裂缝及多处渗水等病害情况。 1 检测内容 ①隧道外观情况调查。②隧道断面尺寸检测。③隧道衬砌及衬砌背后质量检查。④隧道衬砌内钢筋分布情况。 2 检测情况与分析 2.1 隧道外观情况调查本次隧道外观病害检查采用目测方式进行，对隧道二次衬砌裂缝采用裂缝显微镜测量，对较典型外观缺陷采用拍照的方式进行记录。通过全面检查，该隧道在外观上存在如下缺陷： ①该隧道衬砌遍布纵、横、斜及环向裂缝，共计182条，裂缝宽度最大达到2.0mm（位于K0+025右拱墙处），一般裂缝在0.2~1.5mm 范围内。隧道进、出口处均存在较大、较长的斜向裂缝，并已形成多条交汇网状分布。②隧道渗水情况严重，超过60％裂缝存在渗水现象，部分裂缝表面已有白色结晶状物质形成；个别节段裂缝出现滴水甚至涌流现象。③隧道砼路面情况较好，但存在个别段山体渗水从路面板间冒出现象。④隧道大量节段接缝处开裂并渗水。 具体典型外观缺陷情况见表1。 通过对翠竹岭隧道外观进行全面检查，该隧道衬砌砼开裂情况较严重且已出现严重渗水现象。 2.2 隧道断面尺寸检测本次对该隧道断面的检测按100m一检测断面的频率进行，采用BJSD-2C型激光隧道限界检测仪对隧道断面进行测量绘制隧道断面图，表2通过实测隧道断面与设计隧道断面进行比较，检测隧道目前断面变形情况。 通过对隧道断面的检测未发现隧道断面严重变形或沉陷现象。仅K0+305处隧道断面右腰至拱顶略有现下沉陷变形。 2.3 隧道衬砌及衬砌背后质量检查 2.3.1 二衬砼强度本次对二衬砼强度的检测，采用回弹法进行检测。对隧道进、出口及洞内抽选4节段，采用中型回弹仪进行了检测，具体结果见表3。通过回弹检测发现翠竹岭隧道二次衬砌砼回弹换算强度均低于设计值。

公路沥青路面常见病害及检测技术 周密

公路沥青路面常见病害及检测技术周密 发表时间：2017-10-26T19:16:10.647Z 来源：《建筑科技》2017年第10期作者：周密王隽 [导读] 为了预防这些问题的发生，就需要在公路施工过程中做好路面试验检测技术，掌握好检测技术的重点难点，加强公路的后期管理维护，延长公路使用年限。 湖北省高速公路实业开发有限公司湖北武汉 430051 摘要：在公路建设中，沥青路面有很多的优点，例如无接缝、行车舒适、振动小、施工短、维修方便等，这些优点使得沥青路面得到广泛的认可，很多公路在前期由于施工质量不达标，再加上使用后的养护不到位，使得公路没有达到规定的使用年限。为了预防这些问题的发生，就需要在公路施工过程中做好路面试验检测技术，掌握好检测技术的重点难点，加强公路的后期管理维护，延长公路使用年限。 关键词：公路；沥青路面；常见病害；检测技术 引言 国家历来就对城市的基础建设相当重视，而且为了更好地跟上经济发展的步伐，我国基础设施建设的进程正在逐渐加快。在公路和桥梁等基础设施完善的基础上，很多人也非常重视对沥青路面检测的养护，而在分析每条公路通车情况的基础上对沥青路面进行养护是很重要的一个措施。 1公路沥青路面常见病害分析 1.1裂缝分析 （1）网状裂缝；其主要由裂缝纵横交错构成，裂缝宽度大约在1mm以上，缝与缝之间的间距一般会在40mm以内，对于此类病害比较集中的面积可以达到1m2以上。 （2）横向裂缝；其表现形式为路中心线与裂缝夹角为90°，并且裂缝长度可贯穿整个路面或是部分路面，同时对于横向裂缝来说，其在分布上具有一定的规律性，且不同裂缝之间均存在一定的距离，沥青面层与半刚性基层材料抗裂性能以及当地气温等因素都会对裂缝间距产生一定的影响。 （3）反射裂缝；在基层产生裂缝后，受车辆荷载以及环境温度等因素影响，会致使沥青混凝土面层产生投射性裂缝，而其发生的位置以及形式与基层裂缝基本相同，同时造成基层裂缝的原因主要是干缩或温缩，一般发生在基层铺设完成后，由于基层结构养护不到位，在大气作用下致使基层产生裂缝，最终导致沥青混凝土面层产生裂缝。 1.2车辙分析 在沥青路面长期使用过程中，受车辆反复荷载力的影响，会使得路面产生累计永久性带状凹槽。其出现此类病害的主要原因是沥青混合料级配使用不合理，致使材料稳定性以及强度不能满足实际使用需求，再加上沥青混凝土面层压实度不符合要求，最终使得车辆荷载轮迹带处面层与基层材料在行车荷载重复作用下，出现固结变形或侧向剪切位移的情况，由此形成车辙，影响了路面平整度。 1.3坑槽分析 导致沥青路面出现坑槽的原因主要有：（1）在对沥青路面施工的过程中，由于混合料的温度太高，使沥青老化，造成沥青脆性增加，粘接力降低，加之混合料的温度过低，造成摊铺不均匀，压实不充分，导致沥青路面在行车载荷的作用下形成坑槽；（2）路面下面层标高控制不严，造成沥青上面层结构厚度不够，导致坑槽的出现。 2公路沥青路面检测技术 2.1路面弯沉检测 路面弯沉检测主要是针对沥青公路路面表层的车轮轨迹缝隙部位所出现的垂直变形亦或是垂直回弹的变形值的检测，在日常的操作过程当中最为常见且便捷的操作方式便是贝克曼梁法，该方式操作手法简易，对于各类沥青混凝土公路路面均可以进行路面弯沉检测，但是该方式也有其不足之处，该方式很容易被人为因素所干扰，其客观性不强，比如该方法对于温度的要求极其严苛，一旦周围的温度没有得到标准温度就很容易出现检测值的偏差。因此为了可以有效的弥补该方法的不足，可以采取激光弯沉测定仪进行辅助检测，该方式可以使用电流进行计算，受外界影响力较小，其客观性更强。 2.2路面平整度检测 路面的平整度检测主要是测试路面使行驶车辆出现振幅的变化程度，如果路面使车辆在行驶的过程中出现了大幅度的振动那么该路段的平整度就出现了异常现象。路面平整度的检测可以有效的发现问题解决问题，在路面平整度的检测技术当中可以划分为断面类以及反应类方式，断面类的路面平整度检测其主要是通过设备进行检测，三米直尺的方式实际操作性较差，且操作模式不便捷，效率不高，使用率不大。而对于路面破坏程度较高的公路可以采取连续式平整度仪法进行平整度检测，该方式测定结果较为准确，效率高，使用方式便捷，但是如果在坑槽较多的路面该方式就不太适用。在路面平整度的检查当中最为方便快捷且准确的方式便是车载式的颠簸累积仪测定法，通过车辆传感器可以有效的测量路面的平整度。 2.3公路沥青路面损坏状况检测 第一，观测法。这是一种最直观的检测方法，通过公路维护人员的眼睛、录像资料直接检测路面的破损情况，这种观测法一直应用在公路的管理和养护中，由于电子信息技术的发展，人眼观测技术的误差大等原因，使得人眼观测的检测方法逐渐减少，取而代之的是摄像检测，这种方法全面、及时、准确，得到了广泛的认可。 第二，摄像探测法。摄像探测法相比于以上两种方法更加直观，这种检测方法是通过摄像头对特定区域内的路面情况进行检测，这种方法是现代信息技术发展的产物，检测过程中不仅仅能看见路面状况，还能计算车流量，进而分析路面的承载力，方便、及时、快捷、便于管理是它的优点，这种方法的应用全面提高了路面损坏状况的检测水平。 第三，探地雷达法。探地雷达法相比于前几种方法测量结果更加精准，该方法是将探地雷达安装在试验车上，当车在需要检测的路面上行驶时，雷达发出信号，记录脉冲反射波，根据不同介质电磁脉冲的传播速率不同，分析路面损坏情况。得到的结果能够上传到计算机，方便分析，为其他公路检测带来经验，并且数据准确，缺点是工作效率低，适合路段的抽查检测。 2.4路面抗滑性能检测 路面抗滑性能主要是指轮胎在走动的过程中，由于表面的滑动而产生的作用力，路面的抗滑指数在路面测试中显得非常重要。从物理

铁路隧道病害的综合检测与治理

第24卷,第1期 中国铁道科学Vol 124No 11　 2003年2月 CHINA RA IL WA Y SCIENCE February ,2003　 文章编号:100124632(2003)0120099205 铁路隧道病害的综合检测与治理 林　懂　明 (柳州铁路局兴义工务段,贵州兴义　562409) 摘　要:隧道检测中最关心的问题是利用衬砌厚度、裂损部位、空洞空隙分析、混凝土结构完整性、力学强度、围岩变形等方面的信息,判断工程施工是否达到设计要求,诊断与评价既有衬砌的工作状态与安全性能,分析病害产生的原因,提出病害整治方案。利用雷达扫描沿隧道拱顶、左右拱肩、左右边墙施工5条线连续扫描,声波检测沿拱顶每10m 一对测点,数码摄像沿隧道全程连续摄录,对90座隧道进行了全面的病害检测。地质与综合物探检测表明,铁路隧道病害的产生与地质环境、设计与施工有密切的关系,病害整治要针对不同原因制定相应措施。 关键词:隧道工程;病害;综合检测;治理 中图分类号:U45712 文献标识码:A 　收稿日期:2002204202 　作者简介:林懂明(1969— ),男,广西博白人,总工程师。1　前　言 铁路隧道经常会发生衬砌裂损、崩塌、隧底翻浆等严重危及行车安全的重大病害。隧道病害检测中最关心的问题包括衬砌厚度、裂损部位、空洞空隙分布、混凝土结构完整性、力学强度、围岩变形等方面的信息,用以判断工程施工是否达到设计要求,诊断与评价既有衬砌的工作状态与安全性能,分析病害产生的原因,提出病害整治方案。从2000年12月至2001年9月28日,对兴义工务段管内的90座隧道进行了全面的病害检测。检测仪器采用SIR 22型地质雷达及900MHz 天线、CE2001型工程检测仪和数码摄像机。雷达扫描沿隧道拱顶、左右拱肩、左右边墙施工5条测线,连续扫描。声波检测沿拱顶每10m 一对测点,一发双收。数码摄像沿隧道全程,连续摄录。 2　隧道病害综合检测分析 211　雷达波相识别与衬砌厚度 雷达记录首先经垂直和水平滤波等预处理,然后进行波相识别,对混凝土衬砌前后两界面的反射波进行波相追踪,读取前后界面的反射波走时,根 据理论和实测电磁波速,将走时差转换成厚度,编 制成衬砌厚度图,并确定出空洞位置及大小。 隧道检测中雷达记录图象十分复杂,除衬砌界面及围岩内部结构的反射波之外,还有一系列干扰波。依据发射和接收天线移动时位置变化对应的波相与走时变化的特征,能可靠地区分来自衬砌内部的反射信号与隧道空腔内的干扰信号。图1是典型的雷达记录图象,从中可以清楚地看出衬砌界面、空洞及台车等反射波相 。 图1　典型隧道检测雷达记录图象 围岩的结构与构造在雷达扫描图像中也有清楚 的显现,有的地段围岩较稳定,虽有节理裂隙等构造,但未形成新的变形。有的地段围岩不稳定,围岩变形已造成衬砌结构破坏,形成开裂,图2是围岩不稳定造成衬砌破坏的图象,此类现象多发生在

公路沥青路面常见病害及检测技术分析 贾楠

公路沥青路面常见病害及检测技术分析贾楠 发表时间：2020-02-26T16:38:51.913Z 来源：《建筑细部》2019年第17期作者：贾楠[导读] 必须准确把握其工程质量要求，并有针对性的落实各项试验检测工作，如此才能为工程质量提供坚实的保障，促进我国公路建设的持续发展。 成武县公路管理局山东成武 274200 摘要：在很长的一段时间内，沥青路面出现的病害问题一直存在，经过研究发现在实际施工过程中，质量监督不到位，很多中间环节设计的不够科学，投入使用后，也没有根据实际情况进行调整，维护和养护管理方面的工作也没有按要求执行，因此增加了病害问题的发生率。本文章主要针对几种经常遇见的病害问题，说明一部分科学实用的检测技术。 关键词：公路沥青路面；病害；检测技术 引言 公路工程作为基础建设的重要组成部分，其对于区域经济发展具有极大的促进作用。沥青路面是公路施工的主要内容，其施工质量直接影响着公路工程的整体质量，因此在施工过程中，必须准确把握其工程质量要求，并有针对性的落实各项试验检测工作，如此才能为工程质量提供坚实的保障，促进我国公路建设的持续发展。 1公路沥青路面病害成因分析 1.1公路沥青路面泛油病害及成因分析 公路沥青路面通用在天气比较炎热时期出现泛油病害现象，致使沥青混合料路面表面进行迁移，该现象在温度比较低的环境下不会出现逆过程，导致公路路面出现大面积的沥青聚集，在表面出现沥青膜。公路沥青路面泛油病害主要有以下因素导致，首先，前期公路沥青路面施工质量不达标，混合料摊铺过程发生离析现象，不均匀的施工细料，导致发生泛油情况。其次，施工过程中粘层油的使用不合理，在喷洒过程中由于喷洒过多或喷洒不均造成泛油现象发生。同时，前期建设施工中混合料配比不合理，由于空隙率较小或沥青量过多，路面经过长时间的荷载施压，导致路面中过多的沥青被挤压到公路表面，最终导致出现泛油现象。最后，公路施工建设中混合料质量较低，长时间经受雨水的冲刷，导致路表下层深入雨水，出现沥青膜脱落情况，最终导致出现泛油现象。 1.2公路沥青路面裂缝病害及成因分析 依照公路沥青路面病害种类分析，公路沥青路面裂缝病害主要涉及网状裂缝、横向裂缝以及纵向裂缝：①沥青路面出现纵向裂缝病害的成因主要涉及以下三种：a.部分公路路段处于丘陵低洼处或河谷区域，该类地形的地基土壤含水量比较高；b.前期施工阶段缺乏相应的处理，造成地基承载能力不足，最终出现路面裂缝现象；c.由于路基施工质量不达标导致出现纵向裂缝，比如纵向施工搭接质量差、路基边缘压实度不足、路基压实不均匀等。②横向裂缝主要由于以下两种因素导致，首先是因为沥青与混凝土温度收缩、施工原料收缩导致，其次是因为路面差异沉降导致。③网状裂缝的出现主要由于前期设计方案不科学导致，同时，路基路面压实度不足、原材料配比和合理同样会导致出现网状裂缝。其中出现横向裂缝和纵向裂缝问题后如果不及时处理，长时间负荷下便会出现网状裂缝。 1.3公路沥青路面坑槽病害及成因分析 坑槽病害是公路沥青路面比较常见的病害之一，主要因为以下三方面因素导致公路沥青路面坑槽病害出现，首先，由于沥青路面长时间受到雨水的冲刷和破坏，导致出现坑槽现象，一旦路面出现破损区域，雨水季节便会有渗入到沥青面层的空隙和破损处，后期经过长时间的荷载试压，导致发生网裂现象，汽车在经过网裂区域会带走小碎块基层材料，导致出现坑洞和坑槽。其次，车辆在路面行驶过程中会出现车辆修理油深入路面的情况发生，该区域在经历重复碾压后发展为坑槽。由此可见，坑槽病害在公路沥青路面中比较常见，很多因素都会导致该现象发生，因此要高度重视坑槽的问题，提升公路路面质量。 2公路沥青路面检测技术 2.1路面渗水系数检测 渗水系数检测分为室内和现场测试，目前主要运用于现场测定，其主要目的是通过现场测定对沥青的渗水系数进行分析。目前主要采用现场测量的方法。其主要目的是通过现场测试分析沥青的渗透系数。在渗水检测的早期，需要做相应的准备工作，清理沥青路面表面，清除路面杂物。用透水仪等测试设备测试透水系数时，应注意以下几点：首先确定测试点，确定测试点后用粉笔在路面上进行标记。二是采用密封材料进行处理，需要环形操作。在密封处理过程中，将多余的密封材料刮走，避免多余的材料残留。三是将导水器小心放置在试验位置，确定导水器的中心点，与试验区域的标准位置一致。四是需要在导水器筒体内进行注水作业。注水量的控制需要以筒体内水位下降的速度来测量，并要保证导水器内的底部气泡全部排出。 2.2路面抗滑性的检测 摆式仪法、构造深度测试法和横向抗滑系数测试法都是路面抗滑功能检测经常使用的方式。其中的摆式仪法的工作原理是摆的位能损失与末段橡胶片经过路面时抵抗路面摩擦做的功相同，这个原理能够得到沥青路面的抗滑程度的结果，此检测方法是静态的，所以与其它的方法相比，它的工作效率很低。现在常用的方法是激光构造深度仪法，它投射的红外线是利用半导体激光器所产出的，投射在路面，利用这个方法可以检测路面的构造深度。这个方法不仅运输方便、操作简单，也非常安全可靠。 2.3施工材料的检测 沥青公路的施工原材料直接决定了工程的施工质量与安全，提高对施工材料的检测具有非常重要的意义。沥青公路其核心的检测管理物料就是沥青混合料与砂石。沥青混和料与砂石的自身质量会影响到施工的安全，而两者的配比同样会影响到公路的施工质量。在对沥青配料进行管理控制的时候，可以通过专业的密度检查仪器对沥青配料的密集度进行有效检测。通过检测出沥青配料干燥状态下的总质量与加入水分之后的总重量，通过两者的计算就可以得出沥青配料的密集度。在对沥青配料进行检测的时候，可以利用压力机对配料的压碎值进行准确的检测，从而合理的计算出沥青配料的抗压性。在检测出沥青配料的抗压值之后，需要利用磨光机检测出沥青配料的磨光值，以及利用摩擦检测仪器，测量出沥青配料的实际摩擦系数，在检测出相关的数值之后，通过对数据信息进行综合的研究分析，就可以科学合理的评估出沥青配料的施工安全性与可靠性。