DB21 T 3217—2019 水工混凝土雷达法检测应用技术规程.pdf
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1、 ICS 93.160 P 55 DB21 辽宁省 地方标准 DB21/T 3217 2019 水工混凝土雷达法检测 应用 技术规程 Technical Specification for Application of Hydraulic Concrete Radar Detection 2019 - 12 -20 发布 2020 -01 - 20 实施 辽宁省 市场监督管理 局 发布 DB21/T 3217-2019 II 目 次 前 言 . III 1 总则 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语 . 1 4 符号 . 2 5 基本规定 . 3 6 钢筋布设检测 . 7 7 内部缺陷
2、检测 . 9 8 厚度检测 . 10 附录 A (资料性附录) . 12 典型雷达成果图 . 12 附录 B (资料性附录) . 14 本规程用词说明 . 20 水工混凝土雷达法检测应用技术规程 . 21 条 文 说 明 . 21 1 总则 . 23 2 规范性引用文件 . 23 4 符号 . 23 5 基本规定 . 23 6 钢筋布设检测 . 25 7 内部缺陷检测 . 26 8 厚度检测 . 26 附录 A . 27 附录 B . 27 附录 C . 27 III 前 言 本规程按照 GB/T1.1 给出的规则起草 。 本规 程 由 辽宁省水利厅 提出并归口 。 本规 程 主要由 辽宁省水
3、利水电科学研究院有限责任公司 起草 。 辽宁江河水利水电新技术设计研究院 有限公司 、 辽宁江海水利工程 公 司 、 辽宁省安全科学研究院 参 与 起草 。 本规程 主要起草人 为 王健、周凯、汪玉君、富天生、宗兆博、汪魁峰、苏炜焕、王惟一、徐志林、 王兴华、马洪山、曹云龙、周旭、张红亮、杨毅、高宽、关凯伦、华玉多、余尚合、徐广忠、潘琼芝、 程 雪、李博研、刘志宏、王刚、刘开坤、田原、赵雪石、胡庆武、王俊达、雷炎、王昱杰、韩立东、孙 凤利、孔德栋、郭雨明、马铁员、马路、贾皓翔、李根、孙会堂、吴永跃、赵宇、于秀英、刘芃呈 、关 守安、李岐 。 本 规程 发布实施后,任何单位和个人如有问题和意见建
4、议,均可以通过来电和来函等方式进行反馈, 我们将及时答复并认真处理,根据实际情况依法进行评估及复审。 归口管理部门 通讯地址和联系电话:辽宁省沈阳市和平区十四纬路 5-6 号 , 024-62181315。 规程 起草单位通讯 地址 和联系电话 :辽宁省沈阳市和平区十四纬路 5-4 号 , 024-62181253。 水工混凝土雷达法检测 应用 技术规程 1 总则 本规程规定了水工混凝土 结构 雷达法检测 应用 的程序 、 方法 、数据处理、成果及质量评价等 。 本规程适用于 检测 水工混凝土内 部 钢 筋布置 (钢筋的数量、钢筋的混凝土保护层厚度、钢筋间距) 、 混凝土 内部缺陷 (振捣不实
5、、 空 洞、 夹层 ) 、 混凝土背部脱空、 混凝土 厚度(衬砌厚度、底板厚度、路 面厚度) 、混凝土与非混凝土 粘 接( 衬砌与围岩粘接 、底板与基础连接) 情况 等, 钢拱架、 管线、电缆 检测可参照。 2 规范性引用文件 下列文件对于 本规程 的应用是必不可少的。 凡是注明日期的引用文件,仅 注日期的版本适用于 本规 程 ; 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于 本规程 。 SL 326 水利水电工程物探规程 SL 436 堤防隐患探测规程 SL 632 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准 混凝土工程 SL 713 水工混凝土结构缺陷检测技术规程 SL 734 水利工程质量检测
6、技术规程 DL/T 5299 大坝混凝土声波检测技术规程 JGJ/T 152 混凝土中钢筋检测技术规程 TB 10223 铁路隧洞衬砌质量无损检测规程 3 术语 3.1 雷达法 ground penetrating radar ( GPR) 利用雷达发射天线向地下发射高频脉冲电磁波,由接收天线接收目的体的反射电磁波,探测目的体 分布的一种勘探方法。 3.2 测试线 test line 为 达到 检测目的和 满足检测要求 而 设置 的 辅助线 。 3.3 检测线 detection line 完成检测目的和检测要求必须的 检 测 成果 线。 3.4 检测 筋 detection concrete
7、 steelbar 检测方案中 要求待 检测的钢筋 。 DB21/T 3217-2019 2 3.5 干扰筋 interfere concrete steelbar 除了检测方案中待 检测钢筋之外的其他钢筋 。 3.6 点检测 法 point-detection method 钢筋布置检测方法中, 以 测区命名 , 检测七 根钢筋 布 置 数据 的检测方法 。 3.7 线检测 法 line-detection method 钢筋布置 检测方法 中 , 以 检测单元命名 , 取得 整条测线 钢筋布置 数据 的检测方法 。 3.8 检测值 detection value 采用仪器、工具等设备直接
8、测得 的 未经过 加权 修约的结果 值。 3.9 一线法 one-line method 布置一条检测线的检测方法 。 3.10 五线法 five-lines method 布置五条检测线的检测方法。 4 符号 r 混凝土相对介电常数; c 真空中的电磁波速度, 3 108 m/s; t 电磁波从顶面到达底面再返回双程 走时时间, s; h 已知的混凝土结构厚度, m; v 混凝土介质中的电磁波速度, m/s; 时窗长度, s; 调整系数,混凝土介质电磁波速度与目标体深度变化所留出的残余值,可取 1.3 2.0; maxh 拟检测目标体的最大深度, m; Sp 雷达波最小采样点数; f 天线中
9、心频率, Hz; t 时间采样率, s; xV 天线 移动 速度, m/s; cS 天线扫描速率, Hz; DB21/T 3217-2019 3 mind 检测目标体最小尺度, m; ,mks 钢筋平均间距,精确至 1mm; ks 第 k个钢筋间距,精确至 1mm; ,mis 钢筋 平均保护层厚 度 ,精确至 1mm; is 第 i个 钢筋保护层厚度 ,精确至 1mm; n 钢筋数量,根。 5 基本规定 5.1 检测工作 准备 5.1.1 检测前应调查工程建设基本情况, 收集 与待检测区域 有关 的技术 资料 。 5.1.2 可 踏勘现场,实地调查工程周边环境情况 。 5.1.3 应 明确检测
10、目的和技术要求,调查检测方法的适用条件,制定 合理的 检测方案。 5.1.4 检测机构应符合相应的资质要求。 5.1.5 检测及审核人员应参加培训。 5.2 检测方案 编制 5.2.1 应 根据收集资料的情况和现场调查结果,充分考虑各种因素,编制全面、可行的检测方案 。 5.2.2 水工混凝土雷达法检测方案 宜 执行 DL/T5299 中 3.4 节 的规定 。 5.3 仪器设备 5.3.1 仪器设备 应 检定 或 校准 。 5.3.2 主要检测仪器和设备应 符合 SL713 规定, 包括雷达主机、电脑、天线、数据采集及分析处理系 统等。 5.3.3 雷达 检测 系统 主要性能及 技术 指标
11、应符合 SL326 规定 。 5.3.4 雷达天线的选 择并应符合下列要求: a) 可采用不同频率或不同频率组合,应根据检测任务要求、目标体埋深、分辨率、介质特性及天 线尺寸是否符合场地条件等因素综合确定。 b) 应具有屏蔽功 能,探测的最大深度应大于缺陷体埋深,垂直分辨率宜优于 2cm。 DB21/T 3217-2019 4 c) 应根据检测的目标体深度和现场具体条件,选择相应频率天线。在满足检测深度要求下,宜使 用中心频率较高的天线。 d)根据中心频率估算出的检测深度小于缺陷体埋深时,应适当降低中心频率以获得适宜的探测深 度。 e)混凝土内部缺陷、厚度 检测时宜 选用 与检测精度要求相 对
12、 应 的天线 。 f)钢筋布设检测时宜选用与检测精度要求相对应的天线。 5.3.5 仪器参数选取: a) 相对介电常数。 2r ) ct ( 2h ( 5.3.1) 式中: r 混凝土相对介电常数; c 真空中的电磁波速度, 3 108 m/s; t 电磁波从顶面到达底面再返回双程走时时间, s; h 已知的混凝土结构厚度, m。 b)电磁波波速。 2hv t ( 5.3.2) 式中: h 已知的混凝土结构厚度, m; t 电磁波从顶面到达底面再返回双程走时时间, s。 c)时窗长度估算。 max2hv ( 5.3.3) 式中: 时窗长度, s; 调整系数,混凝土介质电磁波速度与目标体深度变化
13、所留出的 富 余值,可取 1.3 2.0; maxh 拟检测目标体的最大深度, m; v 混凝土介质中的电磁波速度, m/s。 d) 每道雷达波形最小采样点数。 10pS f ( 5.3.4) DB21/T 3217-2019 5 式中: pS 雷达波最小采样点数; 时窗长度, s; f 天线中心频率, Hz。 e)时间采样率。 ft 61 6 10 ( 5.3.5) 式中: t 时间采样率, s; f 天线中心频率, Hz。 f)移动速率。 mindcX SV 20 ( 5.3.6) 式中: xV 天线速度, m/s; cS 天线扫描速率, Hz; mind 检测目标体最小尺度, m。 5.
14、4 现场检测 5.4.1 应现场踏勘, 尽量规避 测线附近的金属物,根据检测环境和检测目的正确合理的布置测线 。 5.4.2 雷达系统连接 a) 应检查 雷达 主机、电脑、天线,使之处于正常状态; b) 仪器的信号增益应保 持信号幅值不超出信号监视窗口的 3/4,天线静止时信号应稳定 。 5.4.3 介质参数标定 a) 可采用在材料和工作环境相同的 混凝土结构 或钻取的芯样上进行测试 ; b) 记录中的雷达影响图界面反射信号应清楚、准确 ; c) 测试值应不少于 3次,单值与平均值的相对误差应小于 5%,其计算结果的平均值作为标定值 。 5.4.4 检测过程 a) 宜确保检测区域表面无颗粒杂物
15、或障碍物 ,保持检测表面平整 ; b) 支撑天线的器材 应选用绝缘材料,天线操作人员不应佩戴含有金属成分的物件,应与 天线保持 相对固定的距离 。 c) 检测过程中,应保持天线的平面与 检 测平 面基本平行,距离相对一致 ; DB21/T 3217-2019 6 d) 天线 应 与混凝土表面贴壁良好,沿测线匀速、平稳滑行 ; e) 同类测线的数据采集方向宜一致。 f) 应规避 影响检测结果的 影响源 ,选择电磁波环境较简单的区域布置测线。 无法规避 时应做好记 录 。 5.4.5 检测记录 a) 记录应包括测线号、方向、标记以及天线频率 ; b) 应随时记录可能对探测产生电磁影响的物体和位置
16、; c) 数据记录应完整,信号清晰,桩号准确 ; d) 应标记检测位置 。 5.5 数据 处理 与解析 5.5.1 原始数据处理前应 核 验,数据记录完整、信号清晰,标记位置应准确无误 。 5.5.2 原始记录 应 清晰、 规范 ,需要修 改应杠改 并本人 签字 。 5.5.3 应对采集的数据进行滤波处理。 a) 根据 检 测的实际 采集 情况,选择合适的滤波方式,滤波方式可选择低通、高通、带通滤波等; b) 根据不同的天线初选滤波参数,可根据需要选取删除无用道、水平比例归一化、地形校正、偏 移、点平均 、叠加、反褶积 等处理方法 ; c) 对数据进行频谱分析,得到较为准确的频率分布,设定滤波
17、参数,进行滤波处理等 ; d) 根据实际 需要 ,应对采集的数据进行适当的增益处理,增益方式可选择:线性增益、平滑增益、 反比增益、指数增益、常数增益等 ; e) 根据实际情况,宜对采集的数据有选 择的进行反滤波等; f) 应对图像进行增强处理。 振幅恢复、将同一道不同反射段内振幅值乘以不同权系数、将不同道 记录的振幅值乘以不同的权系数等方法, 结合多个相邻剖面雷达图像,找到数据之间的相关性。 5.5.4 结合现场的实际情况,将 检 测区域表面情况和实际探测图像进行比对分析。将 检 测得到的雷达 图和经典验证的雷达图比对分析。 5.5.5 雷达图像解释时应通过综合资料, 雷达图像解释时应通过综
18、合资料,充分考虑探测结果的内在 联系并排除可能存在的干扰因素 。 5.6 检测 成果提交 5.6.1 应 给出 检测线 典型雷达图 或 检测成果表 。 附录 A 及附录 B。 5.6.2 点检测法应列出每个点值 及合格率 。 DB21/T 3217-2019 7 5.6.3 线检测法应给出测线内最大值、最小值、平均值及合格率 。 6 钢筋布 设 检测 6.1 一般 规定 6.1.1 本章适用于检测 水工 结构混凝土 中 钢筋保护层厚度、钢筋间距、钢筋数量等参数 。 钢拱架可参 照。 不适用于含有 大范围金属、 铁磁性物质的混凝土。 6.1.2 应根据钢筋设计资料, 确定检测区域内钢筋可能分布的
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