芻議公路隧道質(zhì)量檢測(cè)的技術(shù)措施

鄭敏

陜西興通監(jiān)理咨詢有限公司 陜西西安 710117

摘要：本文從洞內(nèi)滲漏水、襯砌裂縫、拱墻背后脫空、限界受侵以及噴射混凝土支護(hù)不平整等這幾方面來(lái)分析隧道的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題，并提出了各種隧道檢測(cè)技術(shù)，包括地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)、激光斷面儀檢測(cè)、回彈法檢測(cè)、聲波反射法檢測(cè)以及火焰檢測(cè)等等進(jìn)行研究探討。

關(guān)鍵詞：公路隧道；質(zhì)量問(wèn)題；檢測(cè)技術(shù)

隨著我國(guó)隧道規(guī)模越來(lái)越大，建設(shè)過(guò)程中也出現(xiàn)了越來(lái)越多的病害或質(zhì)量問(wèn)題，為我國(guó)的公路隧道建設(shè)帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。工程師和建設(shè)者要正確面對(duì)隧道建設(shè)中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，認(rèn)真研究隧道質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)及解決方案，保證公路交通的安全運(yùn)營(yíng)。

1、公路隧道的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題分析

公路隧道在它與眾不同的功能性及結(jié)構(gòu)性要求下，往往比其他建設(shè)工程的施工難度要大。而且，會(huì)出現(xiàn)很多質(zhì)量問(wèn)題，比如：洞內(nèi)滲漏水、襯砌裂縫、拱墻背后脫空、限界受侵、噴射混凝土支護(hù)不平整等等，只有正確認(rèn)識(shí)到這些問(wèn)題的成因及現(xiàn)象，才能找出解決辦法。

1.1洞內(nèi)滲漏水

公路隧道在建設(shè)的過(guò)程中以及建成之后，多少都會(huì)受到地下水的影響。如果支護(hù)技術(shù)不成熟、襯砌密度不夠、混凝土中間存在空隙、振搗不到位，隧道的墻、拱就會(huì)出現(xiàn)滴水、滲水、漏水現(xiàn)象，隧道路面也會(huì)出現(xiàn)冒水現(xiàn)象。這種情況會(huì)對(duì)行車安全帶來(lái)隱患，甚至威脅到襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

1.2襯砌裂縫

襯砌開(kāi)裂通常都是因?yàn)槎喾N原因綜合作用導(dǎo)致的，主要因素有兩方面：一是設(shè)計(jì)局部不符合實(shí)際地形，隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受力不均。二是施工方法不規(guī)范，管理不當(dāng)。其中，施工方面的問(wèn)題主要因?yàn)椴鸪Ｐ蜁r(shí)間過(guò)早、基底清理得不夠干凈、混凝土灌注速度不對(duì)、襯砌厚度不均勻等原因。

1.3拱墻背后脫空

拱墻背后脫空是拱墻與初期支護(hù)之間存在空洞，導(dǎo)致隧道表層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。其原因是由于預(yù)留的防水卷材不足、混凝土水灰比調(diào)整不及時(shí)、沒(méi)有有效堵塞初期支護(hù)與堵頭模型間的空隙。

1.4限界受侵

建設(shè)公路隧道的過(guò)程中，可能會(huì)遇到比較松軟的地層，圍巖在較大的地壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的變形，不當(dāng)?shù)氖┕し椒ɑ虿患皶r(shí)正確支護(hù)都可能造成塌方。通常施工人員會(huì)為了保證施工安全而急于修筑，從而忽視了斷面界限，使界限受侵。也有可能因?yàn)樵诨炷翝仓r砌過(guò)程中模板剛度、強(qiáng)度不足而走模，導(dǎo)致限界受侵。

1.5噴射混凝土支護(hù)不平整

用混凝土噴射支護(hù)表面時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)波浪狀、葡萄狀或丘陵?duì)畹劝纪共黄降默F(xiàn)象。支護(hù)表面不平整，嚴(yán)重影響到防水板等防水材料的鋪設(shè)。這種現(xiàn)象可能是由于超挖過(guò)度，又沒(méi)有使用光面爆破的原因引起的。也有可能是因?yàn)榛炷帘旧碣|(zhì)量不合格或鋼筋網(wǎng)、鋼拱架和格柵拱不平的原因。

2、公路隧道質(zhì)量檢測(cè)的有效技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展，公路隧道的檢測(cè)技術(shù)也越來(lái)越發(fā)達(dá)。各種各樣的檢測(cè)技術(shù)層出不窮，不但可以精確地檢驗(yàn)出隧道存在的質(zhì)量或環(huán)境問(wèn)題，而且，對(duì)完工隧道的損壞也越來(lái)越小。我國(guó)在發(fā)展公路隧道修建水平的同時(shí)，對(duì)隧道的檢測(cè)技術(shù)也頗有研究，特別是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，在公路隧道質(zhì)量檢測(cè)中得到廣泛運(yùn)用。隧道檢測(cè)技術(shù)為公路隧道的安全運(yùn)營(yíng)做出了巨大貢獻(xiàn)。

2.1地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)是一種通過(guò)光譜電磁確定地下介質(zhì)分布的檢測(cè)技術(shù)。地質(zhì)雷達(dá)主要由主機(jī)、兩根天線以及配套軟件三部分組成，其中，發(fā)射天線發(fā)射出的高頻脈沖電磁波向地下傳播，它的電磁場(chǎng)強(qiáng)度、途徑及波形都會(huì)因所通過(guò)的介質(zhì)介電常數(shù)不同而變化，并反射一部分電磁波由接收天線接收。雷達(dá)主機(jī)則對(duì)這部分反射波進(jìn)行處理，從而推斷出介質(zhì)結(jié)構(gòu)。地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)隧道初期支護(hù)、混凝土不連續(xù)面、二次襯砌的厚度和背后空洞上有很好的效果。

2.2激光斷面儀檢測(cè)技術(shù)

隧道激光斷面儀檢測(cè)法是以某個(gè)物理方向?yàn)槠鹚惴较颍g隔一定的角度或距離連續(xù)測(cè)定斷面儀旋轉(zhuǎn)中心與開(kāi)挖的實(shí)際輪廓線交點(diǎn)之間的矢徑，以及該輪廓線矢徑與水平方向的夾角，實(shí)際開(kāi)挖的輪廓線即所有矢徑端點(diǎn)通過(guò)依次相連形成的曲線。若對(duì)隧道軸向間隔一定距離的數(shù)個(gè)斷面進(jìn)行測(cè)量，還能夠計(jì)算出欠挖方量、超挖方量等數(shù)據(jù)。隧道建設(shè)在完成臨時(shí)支護(hù)和初次襯砌后，以及隧道二次襯砌完工后的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，都要用到激光斷面儀檢測(cè)技術(shù)在同一里程處進(jìn)行檢測(cè)，以得到斷面輪廓的數(shù)據(jù)資料，掌握隧道施工情況。

2.3回彈法檢測(cè)技術(shù)

隧道工程在完成二次襯砌的修建后，通常采用回彈法對(duì)隧道質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)均勻分布在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)，每?jī)蓚€(gè)測(cè)點(diǎn)之間至少相距30mm，一個(gè)測(cè)區(qū)中設(shè)置16個(gè)回彈值，分別去掉3個(gè)最大值和最小值，再以其余10個(gè)值得平均值為該測(cè)區(qū)最終回彈值，最后，換算并推定測(cè)區(qū)二次襯砌的混凝土強(qiáng)度。由于回彈法操作的可能性限制，一般是在隧道拱墻上端布置測(cè)區(qū)，將回彈儀安置成水平狀態(tài)，正常情況下不必調(diào)整角度或修正澆筑面。

2.4聲波反射法檢測(cè)技術(shù)

由錨桿、圍巖和混凝土砂漿組成的結(jié)構(gòu)中，若從錨桿端點(diǎn)處發(fā)射彈性波，波會(huì)沿著錨桿傳播并向四周輻射能量，并在錨桿和砂漿、圍巖和砂漿之間的界面進(jìn)行反射或透射。變截面桿是對(duì)錨固體系的簡(jiǎn)化，通過(guò)對(duì)其研究可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)變截面桿的截面材料或面積不一樣時(shí)，在之上傳播的彈性波會(huì)在這個(gè)截面上發(fā)生反射及透射，并且反射波紋與透射波紋因材料類型或截面面積不同而不同。錨桿、圍巖和砂漿的波阻抗差異很小，所以，當(dāng)它們之間接觸密實(shí)的時(shí)候，由錨桿發(fā)出彈性波幾乎完全透射進(jìn)入圍巖，少數(shù)反射回來(lái)的能量信號(hào)也非常有規(guī)律。但當(dāng)這三者之間沒(méi)有均勻密實(shí)地澆灌時(shí)，砂漿中就會(huì)出現(xiàn)空腔等不密實(shí)段，彈性波就會(huì)在這些空腔與砂漿、錨桿與空腔的界面上產(chǎn)生變化較大、能量較強(qiáng)的反射。根據(jù)這個(gè)原理，用儀器接收錨桿上反射回來(lái)的信息，分析各個(gè)界面反射波的強(qiáng)度及反射時(shí)間的長(zhǎng)短，即可測(cè)定錨桿長(zhǎng)度和錨固的整體質(zhì)量。錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀就是進(jìn)行聲波反射檢測(cè)的常用儀器，一般具有設(shè)置參數(shù)、采集數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的功能。但對(duì)數(shù)據(jù)的精細(xì)處理還需借助相應(yīng)的軟件。

2.5火焰檢測(cè)技術(shù)

隧道火焰檢測(cè)技術(shù)從檢測(cè)距離上分類可以分為接觸式檢測(cè)和非接觸式檢測(cè)兩種方式。前者主要以溫度和煙霧濃度為參數(shù)，后者則是利用紅外線或紫外線測(cè)溫技術(shù)和視頻技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。隧道火焰檢測(cè)技術(shù)是火災(zāi)檢測(cè)的重要手段。

3、結(jié)束語(yǔ)

公路隧道質(zhì)量問(wèn)題是事關(guān)公共安全、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的重要問(wèn)題。受人為、自然、技術(shù)等因素影響，它的表現(xiàn)形式多種多樣，具有不同程度的危害性。為了盡可能減少甚至消除公路隧道質(zhì)量問(wèn)題，必須在公路隧道從設(shè)計(jì)到施工保養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，積累經(jīng)驗(yàn)，因地制宜，探索出新技術(shù)、新工藝，不斷提高隧道施工水平，以確保施工安全及隧道質(zhì)量，造福社會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃廷，伍毅敏.特長(zhǎng)公路隧道斜豎井設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)[J].湖南交通科技，2010（03）

[2]成飛.關(guān)于隧道施工質(zhì)量控制措施的探討[J].科技資訊.2011（04）

[3]鄭守仕.淺析公路隧道施工質(zhì)量管理重點(diǎn)的分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2011（18）

[4]楊志，王慶祝，張連武.福生莊公路隧道設(shè)計(jì)[J].山東交通科技.2010（03）