公路橋梁隧道的試驗(yàn)檢測研究

鄭 明

（北京中交橋宇科技有限公司，北京 100102）

公路橋梁隧道工程建設(shè)完善了我國的交通網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮了交通在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的重要作用。但是，由于公路橋梁隧道建設(shè)會遇到惡劣的施工環(huán)境，且施工風(fēng)險(xiǎn)因素的存在影響了正常的施工作業(yè)，因此需要加強(qiáng)試驗(yàn)檢測，以實(shí)現(xiàn)對工程質(zhì)量、安全的有效控制。試驗(yàn)檢測主要包含了材料、質(zhì)量與環(huán)境檢測，為提高工程質(zhì)量、發(fā)揮工程效益提供了可靠的支持。

1 公路橋梁隧道施工項(xiàng)目存在的問題

1.1 隧道滲漏

公路橋梁隧道施工中，隧道滲漏是一種極為常見的質(zhì)量問題，要從根本上避免此類問題的出現(xiàn)，相關(guān)工程人員需要在工程前期掌握詳細(xì)的工程資料。公路橋梁隧道施工中，水流沖擊不僅會影響工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還會造成嚴(yán)重的滲漏問題，因此公路橋梁隧道工程施工中，需充分掌握工程現(xiàn)場的地下水情況，根據(jù)現(xiàn)場的綜合性因素，確定最佳的工程設(shè)計(jì)方案。如果施工人員在施工過程中忽略了對地下水因素的考慮，地下水流動過程中所產(chǎn)生的壓力作用將嚴(yán)重影響正常的施工作業(yè)。

1.2 襯砌開裂

襯砌開裂的情況主要與隧道襯砌上的壓力、巖石性質(zhì)有直接的關(guān)系，而且襯砌開裂還會受到地應(yīng)力大小、施工技術(shù)與施工方法的影響。在實(shí)際的施工過程中，由于襯砌施工對材料的使用量相對較大，如果缺乏對材料質(zhì)量的科學(xué)把控，將會引發(fā)襯砌開裂現(xiàn)象。因此，為從根本上避免材料問題所造成的襯砌開裂現(xiàn)象，施工單位在施工過程中需加強(qiáng)材料質(zhì)量管理與檢測。此外，對襯砌質(zhì)量的控制還需要從施工技術(shù)的選擇、施工人員的管理等方面著手。

2 對公路橋梁隧道進(jìn)行的質(zhì)量檢測

2.1 周期性檢測

公路橋梁隧道的周期性檢測往往是在工程完工以后進(jìn)行，屬于日常的維護(hù)與檢測手段。周期性檢測所獲得的數(shù)據(jù)可以為公路橋梁隧道的安全運(yùn)營提供可靠的保障。

2.2 問題性檢測

問題性檢測與周期性檢測一樣，都是在工程結(jié)束后進(jìn)行的，但是問題性檢測的過程中，檢測對象與范圍相對較小，主要是對易出現(xiàn)問題的施工路段、已完工不久路段的質(zhì)量檢查任務(wù)。為提高檢測的有效性，檢測人員需具備極高的專業(yè)素質(zhì)，并應(yīng)用先進(jìn)的檢測設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。

2.3 針對性檢測

針對性檢測的檢測對象與范圍更具針對性，主要是在公路橋梁隧道工程投入使用以后的問題檢測。

3 公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測的要點(diǎn)

3.1 材料檢測

公路橋梁隧道工程中，材料是重要組成，也是影響工程質(zhì)量的重要因素，在其他因素合格的情況下，質(zhì)量達(dá)標(biāo)的材料能為工程質(zhì)量控制提供基礎(chǔ)保障。公路橋梁隧道工程中，施工材料主要包括支護(hù)、防水與襯砌材料。錨桿、鋼構(gòu)件等是主要的支護(hù)材料，而排水管、止水帶與防水板是應(yīng)用較多的防水材料，公路橋梁隧道工程中的襯砌材料相對較多，包含了水泥、粗細(xì)骨料、外加劑與抗?jié)B材料等。在隧道施工開始之前，專業(yè)人員要進(jìn)行各類材料的質(zhì)量驗(yàn)收，主要是通過對材料性能與質(zhì)量的檢測等方面來進(jìn)行，檢測合格的材料方可被用于后期的工程建設(shè)中[1]。如果質(zhì)量檢測不合格，工程人員需立即與材料廠商聯(lián)系，進(jìn)行材料的退換處理。

在我國工程行業(yè)的快速發(fā)展過程中，逐步形成了一套相對固定的材料質(zhì)量檢測流程。當(dāng)材料運(yùn)輸至工程現(xiàn)場以后，專業(yè)人員首先要進(jìn)行材料外包裝的檢查，檢查其外包裝是否完整；隨后，由專業(yè)的檢測人員進(jìn)行材料各方面性能的檢測，這個(gè)階段的檢測最終會形成最終的檢測報(bào)告[2]。如果在檢測過程中發(fā)現(xiàn)材料存在質(zhì)量問題，需以書面文件通知的方式與質(zhì)檢人員溝通。材料質(zhì)量檢測屬于基礎(chǔ)性的質(zhì)量控制手段。

3.2 隧道施工質(zhì)量檢查

（1）爆破施工質(zhì)量的檢測。公路橋梁隧道工程中，爆破是最為常用的一種施工技術(shù)。爆破具有高危性，在爆破開始之前，專業(yè)人員需結(jié)合工程現(xiàn)場的具體情況，科學(xué)設(shè)定爆破方案、參數(shù)。爆破設(shè)計(jì)的合理性會直接影響整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，如果爆破設(shè)計(jì)不合理，將會導(dǎo)致隧道開挖等施工環(huán)節(jié)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)[3]。在爆破方案的設(shè)計(jì)上，相關(guān)人員需充分掌握工程現(xiàn)場的地質(zhì)地形等詳細(xì)資料，進(jìn)而根據(jù)爆破施工規(guī)范來確定最佳的爆破方案，科學(xué)設(shè)置爆破的相關(guān)參數(shù)，為后期的爆破施工作業(yè)提供指導(dǎo)。以光面爆破為例，其爆破參數(shù)如表1所示。

（2）開挖施工質(zhì)量的檢測。公路橋梁隧道工程中，開挖是施工的重點(diǎn)與難點(diǎn)。在實(shí)際施工過程中，需進(jìn)行土方的開挖，才能夠保障隧道的貫通性。隧道開挖方式包含采礦法、新奧法等多種，要保障開挖的規(guī)范性，避免開挖施工對周邊土體、巖層的擾動，相關(guān)工程人員需結(jié)合現(xiàn)場的具體情況，選擇最佳的開挖技術(shù)，最大程度上避免開挖對隧道周邊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，提高隧道開挖的安全性。通常情況下，隧道開挖過程中需遵循兩端開挖的同步性原則，根據(jù)已經(jīng)設(shè)置的開挖方案，保持正確的開挖方向，尤其是要控制隧道中線，將對向開挖的偏差控制在合理的范圍內(nèi)[4]。

表1 光面爆破參數(shù)表

（3）嚴(yán)格檢測支護(hù)施工質(zhì)量。由于隧道開挖過程中常常會出現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足等情況，因此在隧道施工中，支護(hù)是重要環(huán)節(jié)。公路橋梁隧道工程中，包含超前支護(hù)、二次支護(hù)與臨時(shí)支護(hù)等支護(hù)方式，需結(jié)合工程現(xiàn)場進(jìn)行選擇。如果在隧道工程中支護(hù)技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)，將會引發(fā)隧道的冒頂?shù)葒?yán)重事故，造成重大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，工程人員需綜合進(jìn)行隧道圍巖分析，在隧道開挖之前與開挖過程中，保持圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免施工作業(yè)對圍巖的擾動，保障支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

（4）認(rèn)真檢測襯砌施工質(zhì)量。隧道結(jié)構(gòu)的構(gòu)成相對復(fù)雜，襯砌結(jié)構(gòu)是整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)中的一種。在襯砌施工時(shí)，為提高結(jié)構(gòu)質(zhì)量，施工人員需結(jié)合工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行襯砌材料的選擇，做好襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)的排水設(shè)計(jì)，以避免襯砌施工過程中地下水對施工產(chǎn)生的不利影響[5]。另外，在襯砌施工過程中施工人員需嚴(yán)格進(jìn)行襯砌厚度、標(biāo)高等的科學(xué)控制，使得襯砌結(jié)構(gòu)能夠符合整個(gè)工程的標(biāo)準(zhǔn)。地質(zhì)雷達(dá)法、沖擊回波法是主要的襯砌厚度控制方式，沖擊回波法的原理示意圖如圖1所示。

圖1 沖擊回波法原理示意圖

（5）嚴(yán)格檢測隧道總體施工質(zhì)量。當(dāng)隧道施工結(jié)束以后，施工人員需立即進(jìn)行工程質(zhì)量的檢測。公路橋梁隧道工程有著嚴(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)，車行道寬度誤差需在1cm左右，隧道中心線與路線中線銜接的誤差需控制在2cm以下，而隧道凈總寬與凈高值、邊坡仰坡均要在設(shè)計(jì)值以內(nèi)。

3.3 公路隧道環(huán)境監(jiān)測

近年來，隨著公路橋梁隧道工程項(xiàng)目的增多，工程施工日益規(guī)范化。在施工過程中，為保障施工的安全性，工程企業(yè)在施工過程中需加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測，為施工人員創(chuàng)造安全、健康的施工環(huán)境。如果施工環(huán)境監(jiān)測不到位，在施工過程中會產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，對施工人員產(chǎn)生健康威脅，一些工程設(shè)備在這樣的施工環(huán)境下也難以保持穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。隧道環(huán)境監(jiān)測主要是對粉塵濃度、空氣流動等的監(jiān)測。

3.4 公路橋梁試驗(yàn)檢測

（1）動載試驗(yàn)操作。公路橋梁試驗(yàn)檢測主要是為了綜合評估整個(gè)工程的質(zhì)量。動載試驗(yàn)通過向橋梁施加振動力的方式，使橋梁保持在振動狀態(tài)下，而專業(yè)設(shè)備對這些振動信號收集以后，經(jīng)由處理以后能夠掌握橋梁的實(shí)際狀態(tài)。激振方法是一種有效的方式，該種方法可以模擬橋梁振動，通過信號的收集，獲得橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度等指標(biāo)，為車輛通行提供可靠的數(shù)據(jù)。

（2）靜載試驗(yàn)操作。靜載試驗(yàn)下，能夠直接獲得橋梁對應(yīng)位置的內(nèi)力分布情況，通過靜載試驗(yàn)，相關(guān)人員能夠掌握橋梁工程的承載力指標(biāo)，判斷其是否符合行車安全與舒適的要求。在靜載試驗(yàn)中，最為關(guān)鍵的是要獲得豎向與側(cè)向撓度、扭轉(zhuǎn)變形指標(biāo)，結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，進(jìn)行橋梁撓度峰值、變形量與下沉量的精確計(jì)算。

（3）工程評定試驗(yàn)。工程評定試驗(yàn)是工程施工結(jié)束以后的綜合質(zhì)量評價(jià)方式，主要是對工程整體的評價(jià)，包含了梁體常規(guī)評定與動靜載試驗(yàn)評定。

4 結(jié)束語

公路橋梁隧道工程在投入使用以后往往會出現(xiàn)沉降、變形等情況，這些現(xiàn)象嚴(yán)重影響了公路橋梁工程的安全運(yùn)營。為有效實(shí)現(xiàn)對公路橋梁隧道工程的實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)各種質(zhì)量與安全問題的預(yù)防與控制，相關(guān)人員需應(yīng)用各種試驗(yàn)檢測技術(shù)，獲得工程的相關(guān)檢測指標(biāo)，進(jìn)行工程質(zhì)量與安全的綜合評價(jià)。試驗(yàn)檢測的進(jìn)行在一定程度上能夠?yàn)楣窐蛄核淼拦こ痰馁|(zhì)量控制、維修加固提供可靠的參考。