隧道混凝土襯砌質(zhì)量檢測(cè)方法

鄭生貞

（青海正通土木工程試驗(yàn)檢測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)于工程施工的質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)工作有很好的促進(jìn)作用，也是質(zhì)量檢測(cè)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(duì)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(huì)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(huì)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(zhǎng)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(cè)的優(yōu)勢(shì)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(duì)事物無論在水平方向還是垂直方向上的檢測(cè)，都可以快速的開展不間斷的檢測(cè)工作，更高效的完成各項(xiàng)指標(biāo)性能的測(cè)量，天線所發(fā)射的是高頻率的電磁波形式，不僅可以探測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)過程避免了繁瑣復(fù)雜的布線操作程序，檢測(cè)效率很高。由于檢測(cè)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(hào)的，所以在施工現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(cè)程序和類別較多，尤其是針對(duì)襯砌施工技術(shù)質(zhì)量的檢測(cè)，需要對(duì)各種材料的結(jié)構(gòu)分層和缺陷問題進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)工作，及時(shí)掌握襯砌施工質(zhì)量的真實(shí)水平。

3、針對(duì)襯砌施工的檢測(cè)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(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量情況進(jìn)行檢測(cè)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(zhǎng)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(cè)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(zhǎng)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(guó)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(cè)線，沿混凝土襯砌表面，通過車載天線進(jìn)行檢測(cè)。

2、檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)法能夠高效準(zhǔn)確對(duì)隧道工程建設(shè)中的襯砌施工進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，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)

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