高速公路隧道二襯檢測技術研究

黨 丁

中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710000

在高速公路隧道二襯檢測技術的實際應用階段，相關人員應率先展開對隧道各段的分析勘察工作，結合鉆孔法與雷達監測法對各個隧道段落進行二襯檢測，檢測結束后結合各檢測結果計算整個隧道的二襯厚底合格率。大量實踐結果證明，在二襯混凝土路段使用鉆孔法開展檢測工作，并在單一混凝土路段使用雷達檢測法開展檢測工作可以獲得最優檢測效果，同時還能節約大量的檢測時間。

1 高速公路隧道二襯檢測方法

1.1 雷達檢測法

脈沖式雷達設備由主機、發射部位、信號接收部位、數據存儲部位及顯示屏組成。在開展隧道結構厚度檢查工作時，應先操作控制系統發出額定的電磁脈沖波，該脈沖波經過收發器調制和變化后再輸送至信號發射裝置，隨后傳播至隧道中。脈沖波在隧道中遇到障礙會反射，由接收部位接收反射回的信號，再傳輸給控制系統，將波信號轉化為數字信號，進行加工與儲存處理，最后將分析結果投放于顯示屏上。脈沖式雷達設備的脈沖波可以按照實際情況調整發射頻率，并依照時間、距離等條件施行間隔發射。雷達設備可以持續開展掃描工作，并快捷準確地確定鑿孔位置，因此可以更好地針對問題開展補救工作，促進隧道結構無痕檢查的發展，從而為高速公路隧道結構檢測提供更優的檢測方法。

雖然雷達檢測法在實際建設階段中具有經濟直觀的特點，且廣泛應用于隧道檢測工作中，但是在作業過程中因電磁波的一些特質和隧道結構的具體情況，操作階段仍會出現一些問題。從隧道二襯檢測的角度分析，該方法對隧道二襯檢測工作產生的影響主要是二襯混凝土中的雙層鋼筋網導致，鋼筋網電導率與電磁波相比更大，因此電磁波在入射表面層后會衰減一部分，少部分電磁波在從鋼筋空隙之間通過時會發出反射回聲，在遇到第一層鋼筋時會再次衰減，導致反射信號弱，進而導致探測信息出現一定偏差。

1.2 鉆孔法

鉆孔法需要技術工人手動操作，并在預設位置借助電鉆以垂直隧道二襯表面的角度開始鉆進作業。該階段應按照具體的施工要求派工人到達指定深度，在鉆進工作結束后觀察鉆孔情況，以判斷是否需要再次開鉆，將二襯鉆穿。另外，還要再借助量尺測量二層厚度，掌握脫空厚度，針對是否需要鉆穿二襯這一問題，必須結合孔底的實際情況進行最終判斷。若未鉆穿二襯、底部平整；若鉆穿二襯，則可通過孔洞觀察到碎石及部分防水板等。

在作業過程中利用鉆孔法也會出現一些問題，影響最大的為斷面打造個數及斷面之間間距的確定。一般情況下，施工人員打造一個厚度為50cm的孔位大致需要15min，且需借助簡易架開展作業，且鉆孔過程中必須時刻觀察孔位狀態，還要不斷移動位置，該過程將消耗工人大量的體力，浪費精力，影響定位精度。此外，作業過程中還應避開鋼筋所在位置，若孔洞數量過多，則工作量將直線攀升，若孔洞數量較少，則樣本數量不足，不能確保結果的準確性。

2 高速公路隧道二襯檢測實例

2.1 工程概況

平利至鎮平高速公路是G6911來安高速的重要組成部分，也是陜西省“2367”高速公路規劃網中的一條聯絡線。該項目路線起于安康市平利縣，與建成通車的G4213（麻安高速）相接，向南經鎮坪縣至陜渝兩省交界，與重慶市規劃的重慶巫溪至陜西鎮坪高速公路（重慶段）相連。

秋山隧道起點位于安康市平利縣廣佛鎮，終點位于曾家鎮宏偉村，分為左、右線，公路測設里程分別為ZK23+309～ZK30+951、K23+323～K30+985，為曲線型特長隧道，洞口形式為端墻式，左右洞間距約為30m，軸線總體走向呈西北向東南延伸。隧道左線長7642m，右線長7662m。該合同段施工秋山隧道進口端，與六合同段對打，左線長4.086km，右線長3.907km。

2.2 檢測內容及具體措施

秋山隧道入口處檢測具體內容：支護后空洞情況、密實程度，襯砌后空洞情況、密實程度，襯砌寬度和仰拱強度、寬度。

（1）隧道初期支護、襯砌、仰拱回填雷達測驗。使用LTD雷達開展對秋山隧道初期支護后空洞及其密實程度、襯砌后空洞及其密實程度、襯砌及仰拱寬度、仰拱強度的專業檢測，首先劃出隧道軸線，然后按照軸線在隧道的各拱腰、拱頂、邊墻出劃出測線，最后確定測線具體位置。

（2）仰拱鉆芯檢測。對仰拱及其填充鉆芯的檢測工作大多通過鉆孔法完成，所用鉆頭直徑一般在10cm左右，材質為硬質合金，多數采取空心形狀。在具體開展工作過程中，工作人員必須詳細記錄鉆芯位置、長度等信息，而且在取樣鉆芯時必須有監督人員全程監督。此外，工作人員還需準確記錄芯樣存放信息，將其進行封存，并依照我國相關強度質檢標準和規章流程，開展針對仰拱混凝土芯樣的抗壓能力測試，目的是檢查強度是否符合標準。

2.3 檢測頻率

初期支護后空洞情況及密實程度檢測工作、襯砌后空洞情況及密實程度檢測工作、襯砌厚度檢測工作的開展過程中應在拱頂、拱腰、邊墻、拱底六處位置布置6條測線幫助檢測，要注意在測量襯砌厚度時，應每隔10m檢測1次，并做好數據記錄。

2.4 儀器設備

為保障檢測階段任務圓滿完成、收集到的檢測數據具有參考性，按照檢測任務、具體要求以及相關標準采購并配置儀器設備，還應確保所有設備均可以正常運行，處于校準有效期之內。儀器設備型號、主要用途及編號對應表如表1所示。

表1 儀器設備型號、主要用途及編號對應表

2.5 檢測結果分析

（1）初期支護。秋山隧道入口初期支護檢測長度約40000延米，共檢測到14處空洞，包括4處左洞、10處右洞。相關人員在第一時間采取注漿處治措施進行補救，后經過反復檢測確認空洞已被填實。通過對雷達監測收集的圖像及信息進行分析研究，并結合隧道現場情況得出結論，秋山隧道檢測范圍以內的初期支護后共有14個空洞，相關人員在第一時間采取注漿處治措施進行補救，后經過反復檢測確認空洞已被填實。

（2）襯砌檢測。秋山隧道入口處襯砌檢測長度約為40000延米，共檢測到缺陷48處，相關人員在第一時間采取注漿處治措施進行補救，后經過反復檢測確認缺陷已解決。合格率為98.23%。通過對雷達監測收集的圖像及信息進行分析研究，并結合隧道現場情況得出結論，秋山隧道檢測范圍內襯砌后共有48處缺陷，分別為左洞29處，右洞18處。相關人員在第一時間采取注漿處治措施進行補救，后經過反復檢測確認缺陷已解決，合格率為98.23%。

（3）隧底雷達。秋山隧道入口處仰拱填充檢測約8000延米，共檢測801個點，未發現問題，全部合格，且無碎石、雜物回填情況出現。

秋山隧道隧底雷達測線長度約8000m，檢測發現密實程度符合標準，未出現碎石、雜物回填等現象。

（4）仰拱取芯。秋山隧道入口處仰拱取芯共144處，仰拱抗壓強度及總厚度達到設計標準。按照合同相關條款要求，使用鉆芯法檢測隧道入口部位仰拱強度及厚度，由于仰拱為混凝土，部分位置與填充之間的分層模糊，該檢測段仰拱厚度測量值為仰拱與回填總厚度值，所取芯樣全部合格。

3 結束語

綜上所述，雷達探測法具有操作簡單、操作效率高、所需人工造價低、應用廣泛等優點。在實際作業過程中，隧道二襯內置鋼筋會干擾測量，降低雷達檢測的準確性，進而影響隧道二襯厚度的確定，因此在實際測量過程中應用鉆孔法可以起到很好的補充作用，使用正確的檢測方法并按照正確的操作流程開展檢測可得到較為準確的厚度檢測結果。在配筋率處于總長30%以下的前提下可以直接使用雷達探測法檢測二襯厚度，反之則使用鉆孔法得到的檢測結果更準確。