隧道混凝土襯砌質(zhì)量檢測方法

鄭生貞

（青海正通土木工程試驗(yàn)檢測有限公司 ，青海 西寧 810000）

摘要：在隧道工程建設(shè)中，為了保證隧道洞身的穩(wěn)定性和安全性，經(jīng)常使用襯砌技術(shù)利用鋼筋混凝土等材料筑起一個(gè)永久性、穩(wěn)固性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，但是目前的襯砌施工還存一些問題，容易引發(fā)隧洞變形或者坍塌，本文著重闡述關(guān)于隧道工程中混凝土的襯砌施工的質(zhì)量檢測方法。

關(guān)鍵詞：隧道工程；穩(wěn)定；襯砌；穩(wěn)定；問題；方法

一、探地雷達(dá)方法概述

1、探地雷達(dá)的含義及其工作原理

探地雷達(dá)又稱為地質(zhì)雷達(dá)，通常用于檢測各種磚石、混凝土、瀝青等建筑材料的組成和結(jié)構(gòu)問題，在工程建設(shè)中使用的極為廣泛，對于工程施工的質(zhì)量檢驗(yàn)檢測工作有很好的促進(jìn)作用，也是質(zhì)量檢測工作的重要技術(shù)手段。在隧道工程建設(shè)過程中，探地雷達(dá)方法的運(yùn)用主要針對混凝土中的鋼筋和其它處于地下的材料進(jìn)行定位和結(jié)構(gòu)層次的分析，在隧道的設(shè)計(jì)階段，能夠?qū)Φ叵麓嬖诘牟煌瑤r層的厚度與深度進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)研，為開工前做足準(zhǔn)備工作提供依據(jù)。

探地雷達(dá)的工作原理就是通過發(fā)射天線的高頻率電磁波，在向地下發(fā)射的過程中，利用接收端的天線接收來自地面反射發(fā)回的電磁波，電磁波在地下發(fā)射回傳的過程中，如果遇到不同巖層和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，就會產(chǎn)生不同電性屬性，電磁波在這種不同結(jié)構(gòu)所反映出的不同分界表面上反射發(fā)回的波段就存在較大的不同，天線就會通過接收到的不同的電磁波波形、所體現(xiàn)出的振幅的強(qiáng)弱程度以及反射時(shí)間的長短變化等特點(diǎn)，以此來甄別和判斷地下的不同巖層分布情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與形態(tài)。

2、探地雷達(dá)檢測的優(yōu)勢特點(diǎn)

（1）探地雷達(dá)所發(fā)射的電磁波由于其波段的寬度較小，因此形成的雷達(dá)剖面圖像的分辨率就更高，工作人員就可以依據(jù)更加清晰的圖像處理相關(guān)的信息，而且探地雷達(dá)方法針對事物無論在水平方向還是垂直方向上的檢測，都可以快速的開展不間斷的檢測工作，更高效的完成各項(xiàng)指標(biāo)性能的測量，天線所發(fā)射的是高頻率的電磁波形式，不僅可以探測到地下很深很遠(yuǎn)的范圍，而且其準(zhǔn)確度很高，誤差較小，這也是很多質(zhì)量檢測人員選擇探地雷達(dá)方法的重要原因。

（2）探地雷達(dá)的質(zhì)量檢測效率很高，高頻率的電磁波發(fā)射和反射，天線的接受處理速率很快，而且電磁波在地下穿行的速度很快，節(jié)省了大量的檢測時(shí)間。電磁波在地下不同結(jié)構(gòu)的分界面發(fā)生反射，不僅速度快，而且反應(yīng)迅速，精準(zhǔn)度高，在各種介質(zhì)中傳播，在反射回到天線，天線接收的速度也很快，將形成的雷達(dá)剖面圖與一些數(shù)據(jù)信息同步傳回與其連接的計(jì)算機(jī)中，方便檢測工作人員的進(jìn)一步研究和分析工作。

（3）探地雷達(dá)的檢測過程避免了繁瑣復(fù)雜的布線操作程序，檢測效率很高。由于檢測過程中布置的天線的一端是不需要埋在地下作為接受裝置的，都是利用高頻率的電磁波在空氣和介質(zhì)中傳播反射來接收信號的，所以在施工現(xiàn)場布線時(shí)就可以避免很多的線路排布的瑣碎程序，也降低了檢測工作的安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了時(shí)間和大量工作人員的工作量。

（4）探地雷達(dá)能夠與計(jì)算機(jī)相互連接進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳遞和保存，提高了分析和判斷的準(zhǔn)確性和效率。比如隧道工程復(fù)雜度高，檢測程序和類別較多，尤其是針對襯砌施工技術(shù)質(zhì)量的檢測，需要對各種材料的結(jié)構(gòu)分層和缺陷問題進(jìn)行檢測，此時(shí)就可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)信息處理能力，快速高效的完成檢測工作，及時(shí)掌握襯砌施工質(zhì)量的真實(shí)水平。

3、針對襯砌施工的檢測方法

隧道工程的襯砌施工一般以混凝土為主要材料，因此探地雷達(dá)將對混凝土的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量情況進(jìn)行檢測分析，首先要將天線布置在襯砌施工后的混凝土結(jié)構(gòu)表面，要保障同時(shí)滿足電磁波的發(fā)射以及回收，如此高頻率的電磁波在進(jìn)入襯砌施工結(jié)構(gòu)內(nèi)部后，就可以根據(jù)電磁波的反射波形情況以及傳回的時(shí)間長短來判斷混凝土結(jié)構(gòu)是否存在開裂、缺陷和大量縫隙。

二、探地雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用

1、工程概況與檢測的先期準(zhǔn)備

本文以新嶺隧道為例，包括兩個(gè)雙車道分離式隧道，隧道長度約為1423m，隧道的最大埋深約為156m。Ⅱ類圍巖地段，混凝土襯砌的設(shè)計(jì)厚度為45cm，采用鋼筋混凝土；Ⅲ類圍巖地段，混凝土襯砌的設(shè)計(jì)厚度為40cm，采用素混凝土；Ⅳ類圍巖地段，探地雷達(dá)系統(tǒng)采用美國GSSI公司SIR-2型，在拱頂及距拱頂中心線平距為2m的兩邊位置布設(shè)測線，沿混凝土襯砌表面，通過車載天線進(jìn)行檢測。

2、檢測結(jié)果及驗(yàn)證

（1）K207+100～K207+145，Ⅰ類圍巖地段，存在多個(gè)小空洞，密實(shí)程度不滿足要求，混凝土的厚度在20～40cm，空洞的高度在10～25cm，其中部分地段的空洞較大，最大可以達(dá)到5m。鉆孔檢測的混凝土厚度為42cm，空洞的高度為24cm。

（2）K207+150～K207+185，Ⅰ類圍巖地段，混凝土厚度在15～25cm，空洞高度在20～25cm。鉆孔檢測的混凝土厚度為24cm，空洞高度為32cm。

（3）K207+255～K207+270，Ⅱ類圍巖地段，混凝土厚度在15～30cm，空洞高度在15～45cm，空洞范圍在5～6m之間。鉆孔檢測的混凝土厚度為17cm，空洞高度為50cm。

（4）K207+285～K207+310，Ⅲ類圍巖地段，混凝土厚度在5～20cm，空洞高度在20～60cm，空洞范圍在12m左右。鉆孔檢測的混凝土厚度為8cm，空洞高度為65cm。

三、隧道混凝土襯砌質(zhì)量問題處理方案

隧道的襯砌施工的厚度要小于5cm，如果拱頂與邊拱的混凝土襯底厚度在施工中要超過設(shè)計(jì)時(shí)的70%，要保障拱頂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可以利用小石子為主的混凝土來鋪筑，可以起到提高襯砌密度的作用，邊拱要將原有的材料全部清除，重新修筑；如果施工中低于設(shè)計(jì)時(shí)的70%，拱頂再根據(jù)不同的圍巖地段進(jìn)行合理施工。

結(jié)束語：探地雷達(dá)檢測法能夠高效準(zhǔn)確對隧道工程建設(shè)中的襯砌施工進(jìn)行質(zhì)量檢測，希望本文的介紹和相關(guān)分析能夠?yàn)樗淼澜ㄔO(shè)提供一些建議，在隧道襯砌的一些細(xì)節(jié)處理上更加科學(xué)合理，防止安全事故突發(fā)。

參考文獻(xiàn)

[1]秦存昌.隧道病害的探地雷達(dá)圖像檢測方法研究[D].南昌大學(xué)，2014.

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