超聲波和雷達法在隧道襯砌裂縫檢測中的應用

楊 光， 陳天驕， 李 盼2， 王云洋

(1.湖南文理學院 土木建筑工程學院， 湖南 常德 415000； 2.湖南省交通科學研究院有限公司， 湖南 長沙 410015)

0 引言

隧道二襯混凝土裂縫形成的原因非常復雜，與不良工程地質條件、設計不當和施工不規范等有關，是圍巖壓力分布不均、支護結構薄弱或混凝土干燥收縮等單一或多種不利因素綜合作用的結果。二襯混凝土結構產生裂縫后會降低結構的承載力，嚴重時會引起隧道襯砌防水結構撕裂或使二襯混凝土內部的鋼結構材料產生銹蝕，對隧道的防水質量和使用年限產生不利影響。因此，確定襯砌結構裂縫的狀態和背后是否存在病害缺陷，合理評價裂縫對結構的影響，對有效治理裂縫缺陷或病害都是非常重要的。

超聲波檢測方法具有穿透能力強，檢測成本低廉等優點，可以探測混凝土結構裂縫深度及內部缺陷狀態，在混凝土大壩、橋梁墩柱、隧道襯砌等大體積混凝土質量檢測中得到了廣泛的應用[1-3]。地質雷達法是一種快速無損探測技術方法，可以對混凝土結構內部及隱蔽結構背后的缺陷進行有效地探測[4-6]。在隧道工程中，地質雷達除了進行超前地質預報外，在對隧道混凝土襯砌厚度、襯砌內部及背后缺陷、鋼筋數量及分布等質量檢測與評估中也得到了廣泛而有效的應用[7-8]。綜合利用超聲波法和地質雷達法的優點，檢測隧道襯砌裂縫病害的現狀，可為后續治理裂縫病害工作提供科學依據。

1 隧道襯砌裂縫缺陷檢測原理

1.1 超聲波法檢測裂縫深度

超聲波法檢測裂縫深度主要原理是利用超聲波穿越裂縫端點處的首波相位反轉現象或傳播時間差來確定裂縫的深度。……