一种土木施工隧道质量探测方法及其检测系统与流程

本发明涉及隧道检测技术领域，具体为一种土木施工隧道质量探测方法及其检测系统。

背景技术：

目前基础交通建设已从高速发展调整为高质发展，为了保障隧道的施工质量及运营安全，对隧道衬砌及其背后的检测是一项必不可少的工作，而与之相关的配套检修设备则是检测工作的重要保障；智能便捷的检测设备，能为施工或运营中隧道检测工作提供高效、可靠、安全的检测手段，为隧道快速施工提供可靠的质量保证，为后期运营提供可靠的安全保障。

随着无损检测方法在隧道工程中的使用，隧道诊断得到了很大的发展。目前的混凝土无损检测方法主要有回弹法、雷达法、冲击回波法及超声波法等。回弹法是最常用的一种无损检测方法，但回弹法只能测得混凝土表面的质量状况，其内部质量信息却无法得知；雷达法对混凝土内部缺陷可以准确定位，但受钢筋低阻屏蔽的影响较大，尤其是钢筋密度较大时难以得到钢筋背后的反射影像，而且无法提供混凝土强度方面的信息；冲击回波法可测得混凝土内部缺陷及混凝土构件的厚度，但其纵向分辨率较低，检测精度受混凝土内部的钢筋和含水量影响较大；超声波对穿测试，虽然可以得到材料整体的纵波速度参数，但无法应用于隧道衬砌的检测。因此亟需一种无损且检测效果良好的隧道检测方法。表面波是沿介质表层传播的一种弹性波，其传播速度与材料干密度、抗压强度等具有良好的相关性。因此，用它来检测结构物混凝土材料的力学性能及存在的缺陷具有重要意义，在混凝土建筑物的无损检测的应用方面已得到了极大的重视。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种土木施工隧道质量探测方法及其检测系统，具备通过检测隧道内由敲击产生的表面波的频率判断隧道质量的优点，解决了目前的混凝土无损检测方法主要有回弹法、雷达法、冲击回波法及超声波法等。回弹法是最常用的一种无损检测方法，但回弹法只能测得混凝土表面的质量状况，其内部质量信息却无法得知；雷达法对混凝土内部缺陷可以准确定位，但受钢筋低阻屏蔽的影响较大，尤其是钢筋密度较大时难以得到钢筋背后的反射影像，而且无法提供混凝土强度方面的信息；冲击回波法可测得混凝土内部缺陷及混凝土构件的厚度，但其纵向分辨率较低，检测精度受混凝土内部的钢筋和含水量影响较大；超声波对穿测试，虽然可以得到材料整体的纵波速度参数，但无法应用于隧道衬砌的检测。因此亟需一种无损且检测效果良好的隧道检测方法。表面波是沿介质表层传播的一种弹性波，其传播速度与材料干密度、抗压强度等具有良好的相关性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土木施工隧道质量检测系统，包括回弹仪、记录设备、检波器、处理器和服务器，回弹仪通过信号线与记录设备信号连接，记录设备与处理器通过信号线信号连接，处理器通过互联网与服务器信号连接。

优选的，检波器共设有八组，且八组检波器在隧道内壁对称分布，每组检波器之间的距离为1m。

优选的，十二个检波器为一组，同一组之间的检波器之间的距离为0.2m。

一种土木施工隧道质量探测方法，包括以下步骤：

s1、在隧道内布置6或8条检测线，且左右两侧的检测线在隧道内对称分布；

s2、在每条检测线上进行测量，量取每个检测点之间的距离，对检测点进行定位，并在检查点上安装检波器；

s3、在检测线一端的第一个检波器前方确定安装回弹仪的位置，并安装回弹仪；

s4、通过回弹仪分别在每条检测线前方进行击打，并通过该条检测线上的检波器对冲击产生的面波进行采集，并上传至记录设备；

s5、记录设备将面波信号转换为电信号之后上传至处理器对不同位置的面波半波长进行比较；

s6、处理器将处理之后的数据上传至服务器，并通过服务器分析结果反馈给检测人员；

s7、检测人员根据服务器反馈的数据以半波长为纵坐标轴，以距离为横坐标轴绘制坐标图，并观察曲线是否平滑来判断隧道的质量。

优选的，回弹仪与隧道的墙壁之间垫设有钢板，且回弹仪与检波器之间的距离为1-1.5m。

优选的，每个排列检测完毕后,沿测线向以2-2.4m间隔进行重点段检测。

优选的，记录设备的预处理包括数据格式变换及加入位置信息。

优选的，处理器处理数据包括波形处理及频散分析，波形处理包括噪音分析及频率域滤波。

优选的，服务器对处理器处理之后的数据进行整理及强度转换，并反馈给检测人员。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置回弹仪及检波器，通过回弹仪分别在每条检测线前方进行击打，并通过该条检测线上的检波器对冲击产生的面波进行采集，并上传至记录设备，记录设备将面波信号转换为电信号之后上传至处理器对不同位置的面波半波长进行比较，处理器将处理之后的数据上传至服务器，并通过服务器分析结果反馈给检测人员，检测人员根据每条测线的强度等级，以半波长为纵坐标轴，以距离为横坐标轴绘制坐标图，若曲线平滑则说明隧道的质量优良，若倾斜某一段斜率较大，则说明隧道内出现断层。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供的一种土木施工隧道质量检测系统的技术方案：

实施例1

一种土木施工隧道质量检测系统，包括回弹仪、记录设备、检波器、处理器和服务器，十二个检波器为一组，同一组之间的检波器之间的距离为0.2m，检波器共设有八组，且八组检波器在隧道内壁对称分布，每组检波器之间的距离为1m，回弹仪通过信号线与记录设备信号连接，记录设备与处理器通过信号线信号连接，处理器通过互联网与服务器信号连接。

本发明提供的一种土木施工隧道质量探测方法的技术方案：

一种土木施工隧道质量探测方法，包括以下步骤：

s1、在隧道内布置8条检测线，左、右侧壁各4条，且左右两侧的检测线在隧道内对称分布。

s2、在每条检测线上进行测量，量取每个检测点之间的距离，对检测点进行定位，并在检查点上安装检波器，十二个检波器为一组，同一组之间的检波器之间的距离为0.2m，检波器共设有八组，且八组检波器在隧道内壁对称分布，每组检波器之间的距离为1m。

s3、在检测线一端的第一个检波器前方确定安装回弹仪的位置，并安装回弹仪，回弹仪与隧道的墙壁之间垫设有钢板，且回弹仪与检波器之间的距离为1m。

s4、通过回弹仪分别在每条检测线前方进行击打，并通过该条检测线上的检波器对冲击产生的面波进行采集，并上传至记录设备，每个排列检测完毕后,沿测线向以2.4m间隔进行重点段检测。

s5、记录设备将面波信号转换为电信号之后上传至处理器对不同位置的面波半波长进行比较，记录设备的预处理包括数据格式变换及加入位置信息，处理器处理数据包括波形处理及频散分析，波形处理包括噪音分析及频率域滤波。

s6、处理器将处理之后的数据上传至服务器，并通过服务器分析结果反馈给检测人员，服务器对处理器处理之后的数据进行整理及强度转换，并反馈给检测人员。

s7、检测人员根据服务器反馈的数据以半波长为纵坐标轴，以距离为横坐标轴绘制坐标图，坐标图曲线平滑则说明隧道的质量优良。

实施例2：

一种土木施工隧道质量探测方法，包括以下步骤：

s1、在隧道内布置6条检测线，左、右侧壁各3条，且左右两侧的检测线在隧道内对称分布。

s2、在每条检测线上进行测量，量取每个检测点之间的距离，对检测点进行定位，并在检查点上安装检波器，十二个检波器为一组，同一组之间的检波器之间的距离为0.2m，检波器共设有八组，且八组检波器在隧道内壁对称分布，每组检波器之间的距离为1.5m。

s3、在检测线一端的第一个检波器前方确定安装回弹仪的位置，并安装回弹仪，回弹仪与隧道的墙壁之间垫设有钢板，且回弹仪与检波器之间的距离为1m。

s4、通过回弹仪分别在每条检测线前方进行击打，并通过该条检测线上的检波器对冲击产生的面波进行采集，并上传至记录设备，每个排列检测完毕后,沿测线向以2.4m间隔进行重点段检测。

s5、记录设备将面波信号转换为电信号之后上传至处理器对不同位置的面波半波长进行比较，记录设备的预处理包括数据格式变换及加入位置信息，处理器处理数据包括波形处理及频散分析，波形处理包括噪音分析及频率域滤波。

s6、处理器将处理之后的数据上传至服务器，并通过服务器分析结果反馈给检测人员，服务器对处理器处理之后的数据进行整理及强度转换，并反馈给检测人员。

s7、检测人员根据服务器反馈的数据以半波长为纵坐标轴，以距离为横坐标轴绘制坐标图，若坐标图曲线某一段斜率较大，则说明隧道内出现断层。

实施例3

一种土木施工隧道质量探测方法，包括以下步骤：

s1、在隧道内布置8条检测线，左、右侧壁各4条，且左右两侧的检测线在隧道内对称分布；

s2、在每条检测线上进行测量，量取每个检测点之间的距离，对检测点进行定位，并在检查点上安装检波器，十二个检波器为一组，同一组之间的检波器之间的距离为0.2m，检波器共设有八组，且八组检波器在隧道内壁对称分布，每组检波器之间的距离为1.5m。

s3、在检测线一端的第一个检波器前方确定安装回弹仪的位置，并安装回弹仪，回弹仪与隧道的墙壁之间垫设有钢板，且回弹仪与检波器之间的距离为1m。

s4、通过回弹仪分别在每条检测线前方进行击打，并通过该条检测线上的检波器对冲击产生的面波进行采集，并上传至记录设备，每个排列检测完毕后,沿测线向以2m间隔进行重点段检测。

s5、记录设备将面波信号转换为电信号之后上传至处理器对不同位置的面波半波长进行比较，记录设备的预处理包括数据格式变换及加入位置信息，处理器处理数据包括波形处理及频散分析，波形处理包括噪音分析及频率域滤波。

s6、处理器将处理之后的数据上传至服务器，并通过服务器分析结果反馈给检测人员，服务器对处理器处理之后的数据进行整理及强度转换，并反馈给检测人员。

s7、检测人员根据服务器反馈的数据以半波长为纵坐标轴，以距离为横坐标轴绘制坐标图，坐标图曲线平滑则说明隧道的质量优良。

实施例4

一种土木施工隧道质量探测方法，包括以下步骤：

s1、在隧道内布置6条检测线，左、右侧壁各3条，且左右两侧的检测线在隧道内对称分布。

s2、在每条检测线上进行测量，量取每个检测点之间的距离，对检测点进行定位，并在检查点上安装检波器，十二个检波器为一组，同一组之间的检波器之间的距离为0.2m，检波器共设有八组，且八组检波器在隧道内壁对称分布，每组检波器之间的距离为1m。

s3、在检测线一端的第一个检波器前方确定安装回弹仪的位置，并安装回弹仪，回弹仪与隧道的墙壁之间垫设有钢板，且回弹仪与检波器之间的距离为1m。

s4、通过回弹仪分别在每条检测线前方进行击打，并通过该条检测线上的检波器对冲击产生的面波进行采集，并上传至记录设备，每个排列检测完毕后,沿测线向以2m间隔进行重点段检测。

s5、记录设备将面波信号转换为电信号之后上传至处理器对不同位置的面波半波长进行比较，记录设备的预处理包括数据格式变换及加入位置信息，处理器处理数据包括波形处理及频散分析，波形处理包括噪音分析及频率域滤波。

s6、处理器将处理之后的数据上传至服务器，并通过服务器分析结果反馈给检测人员，服务器对处理器处理之后的数据进行整理及强度转换，并反馈给检测人员。

s7、检测人员根据服务器反馈的数据以半波长为纵坐标轴，以距离为横坐标轴绘制坐标图，若坐标图曲线某一段斜率较大，则说明隧道内出现断层。

工作原理：通过回弹仪分别在每条检测线前方进行击打，并通过该条检测线上的检波器对冲击产生的面波进行采集，并上传至记录设备，记录设备将面波信号转换为电信号之后上传至处理器对不同位置的面波半波长进行比较，处理器将处理之后的数据上传至服务器，并通过服务器分析结果反馈给检测人员，检测人员根据每条测线的强度等级，以半波长为纵坐标轴，以距离为横坐标轴绘制坐标图，若坐标图曲线平滑则说明隧道的质量优良，若坐标图曲线某一段斜率较大，则说明隧道内出现断层。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。