长春龙嘉隧道道岔、挡土墙、衬砌检测简报.docxVIP

长春龙嘉隧道道岔、挡土墙、衬砌

检测简报

上海交通大学

2015-5-2

一、现场检测区域的选取及病害概况

检测区域的选取：于2015年4月28-30日在长春龙嘉隧道开展了全波场无损检测，现场检测道岔长度共15米、衬砌35米、挡土墙两个区域。道岔处结构较为复杂，积水严重，在距离065洞方向8.4米处有伸缩缝，伸缩缝变形严重，其对应底部有严重裂缝。衬砌在伸缩缝处有明显开裂，开裂处底部有积水，9.5米处有渗水，其余部分较为完好。挡墙区域1无明显缺陷，区域2有一道明显裂痕。如图1-1所示。

挡土墙挡土墙裂缝

衬砌裂缝衬砌漏水

道岔冒水

图1-1现场典型病害照片

二、现场测试及施工工艺优化

由于道岔结构以及衬砌结构的复杂性，采用4个检测波进行检测，测线布置如图2.1所示。道间距、偏移距的设置如表2.1所示。采集系统如图2.2所示。

吉林长春

吉林

长春

道岔

吉林长春

吉林

长春

衬砌

长春吉林挡土墙（区域1）

长春

吉林

长春吉林

长春

吉林

挡土墙（区域2）

图2.1测线布置图

表2.1测线布设

道间距（m）

偏移距（m）

道岔

0.3

0.3

衬砌

0.5

0.5

挡土墙（区域1/区域2）

0.5/0.25

0.25

图2.2检测系统

三、数据处理标准化、定量化及可视化

全波场无损检测方法数据分析方法有波形分析法、频谱分析法。波形分析法主要分析沿测线波形特征（振幅、持续时间等）的变化。在查内部缺陷时，除了把波形展开在测线上外，还会统计平均振幅的变化。频谱分析法主要分析沿测线频谱特征（卓越频率、卓越振幅等）的变化。全波场无损检测数据分析方法步骤具体为：预处理、波形处理、频谱处理、可视化处理、响应能量及卓越振幅平面分布。

（1）预处理。一般为对采集到的数据进行有限数据提取与重新排列，格式变换并且加入位置信息。

（2）波形及频谱处理。对同一条测线的数据进行降噪、滤波等处理后，把处理结果按照实际位置做成平面图即为波形剖面。对波形剖面做频谱分析，将波形从时间域转换到频率域，得到频谱剖面。

（3）可视化处理。对波形剖面进行可视化处理，用颜色来表示频谱振幅大小即可得到成像剖面，使得结果达到一目了然的目的。

（4）响应能量分布。本文中定义速度平均振幅为响应波形振幅绝对值的平均值，亦称为冲击响应强度。将所有测线的平均振幅加入位置信息后可以得到检测区域的响应能量分布图。为去除边界条件等的影响，对同一测线的数据进过归一化处理后，得到缺陷平面分布。缺陷表示为暖色系列，健康区域表示为冷色系列。

（5）卓越频谱分布。提取所有测线的卓越频谱并展开在检测区域平面内。为了达到更好的显示效果，我们将每条测线的卓越频谱除以同一条测线的卓越频谱后得到标准化响应值，展开在检测区域平面内。通过均值化、插值、平滑等处理后，得到卓越频谱平面分布图。

四、检测结果及病害评价

4.1检测结果

龙嘉隧道底板病害岔道处检测结果如图4-1所示。可以直观的看出，混凝土底板下部存在大面积的积水。

图4.2为衬砌结构检测结果，由于现场条件的限制，对岔道附近衬砌只做了15m的一条测线检测。从平均振幅分布来看，伸缩缝长春方向5-10米处衬砌后部存在大面积积水的可能性。

图4.3为龙嘉隧道挡土墙检测结果。可以看到挡土墙结构的挡土墩结构质量远低于夹板结构，特别是中间挡土墩的下部存在严重缺陷。建议进行详细检测，并及时处理。

吉林长春

图4.1龙嘉隧道底板病害岔道处检测结果

伸缩缝

伸缩缝

吉林长春

图4.2龙嘉隧道衬砌结构检测结果

吉林长春

挡土墙（区域1）

吉林长春

挡土墙（区域2）

图4.3龙嘉隧道挡土墙检测结果

五、主要结论

（1）根据对采集数据分析进行了定量化、标准化及可视化的处理，冲击响应能量归一化响应定量为5。

（2）龙嘉隧道底板病害岔道处检测结果揭示混凝土底板下部存在大面积的积水。岔道侧面衬砌检测结果亦揭示了后部大面积积水的情况，可以认为有可能存在晨起后部及岔道混凝土底板下部的透水通道的可