[发明专利]一种隧道衬砌质量声波快速无损检测方法

说明书

本发明提供一种隧道衬砌质量声波快速无损检测方法，包括：将所述隧道衬砌检测区段划分为若干个矩形形状的检测单元；对于每个所述检测单元，采用基于超宽带UWB高精度定位算法，进行声波快速检测；对与每个测点对应的三分量声波探测信号进行数据处理；图像三维空间定位拼接。具有以下优点：1)本发明检测方法操作方便、结果直观。2)本发明能有效地克服由于金属物造成的电磁屏蔽，采用声波场对隧道衬砌施工质量进行快速无损检测。3)本发明能及时检测出衬砌施工质量，精准定位不合格位置，避免衬砌填充不密实留下的安全隐患，从而造成隧道工程耐久度降低。4)本发明填补隧道衬砌含金属结构情况下质量检测空白，保障隧道施工安全。

技术领域

本发明属于隧道无损检测技术领域，具体涉及一种隧道衬砌质量声波快速无损检测方法。

背景技术

随着我国交通建设黄金时期的到来，高速公路、铁路建设数量猛增，目前我国交通基础设施建设的重心逐步向复杂地质、地形区域转移，因此，隧道的占比将逐渐增大。隧道工程项目建设的过程中往往面临着施工质量问题，比如衬砌填充密实度较差、脱空等，所以在建设施工的过程中需要采用先进的技术设备及时的发现所存在的问题，然后采取科学合理的应对措施进行处理。在隧道工程技术高速发展的带动之下，应用传统的检测技术，比如钻芯法、压水测试方法，已根本无法满足当前隧道工程的发展。因此，无损检测技术由于其效率高、操作简单的特点，被大量的应用到隧道工程的质量检测领域。

目前，隧道无损检测技术主要以地质雷达为主，其原理是：通过电磁波反射原理对存在的隧道衬砌不可见部分进行检测，在应用中需要通过使用高频电磁波以宽频带脉冲的形式发射到需要检测的位置上，利用发射天线向地下或者工程结构中发射进去，由于电性差异电磁反射波产生了波形畸变，然后再利用天线接收反射信号，从而分析造成该电性差异的原因。然而，高频电磁波的缺点是：在金属中衰减极快，即：容易被金属屏蔽而造成无法接收到有效的反射波信号。

因此，地质雷达检测手段容易受到隧道内金属构件的干扰，从而有一定的应用局限性。在地质条件复杂、围岩压力很大的地区，由于采用钢筋混凝土衬砌，隧道衬砌内含有大量钢筋；此外，随着盾构法，沉管法等隧道建设方法的应用，隧道预制管片衬砌已经被大量使用，而预制管片内含有大量的钢结构，这些情况均造成以地质雷达为主的无损检测方法难以应用。

因此，当隧道衬砌内含有大量金属构件时，如何有效对其进行无损检测，是目前急需解决的事情。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种隧道衬砌质量声波快速无损检测方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种隧道衬砌质量声波快速无损检测方法，包括以下步骤：

步骤1，确定隧道衬砌检测区段；

步骤2，将所述隧道衬砌检测区段划分为若干个矩形形状的检测单元；

步骤3，在所述隧道衬砌检测区段建立整体的XY坐标系；对于每个所述检测单元，采用基于超宽带UWB高精度定位算法，进行声波快速检测，具体方法为：

步骤3.1，在矩形的所述检测单元的三个顶点位置，分别布置基站T1、基站T2和基站T3；基站T1、基站T2和基站T3在整体的XY坐标系中的位置坐标值已知；

步骤3.2，在所述检测单元内布置多条平行的测线，每条测线布置多个等间距的测点；

声波快速检测装置R在所述检测单元内，沿所述测线的测点依次移动，每当移动到一个测点C_i位置时，声波快速检测装置R通过以下方式，实时获得测点C_i在整体的XY坐标系中的位置坐标C_i(x_i,y_i):