隧道仰拱施工質(zhì)量檢測

隧道是一種穿越地層的結(jié)構(gòu)，在施工期間對原有地層巖體進行擾動，周邊圍巖應(yīng)力場發(fā)生應(yīng)力重分布，隧道結(jié)構(gòu)與周邊圍巖組成共同承受壓力的共同體，而仰拱在其中發(fā)揮著十分重要的作用。
 
隧道仰拱是為了改善上部結(jié)構(gòu)受力條件而設(shè)置在隧道底部的反向拱形結(jié)構(gòu)，主要是將隧道上部底層壓力有效傳到地下，并有效抵抗隧道下部地層傳來的反力，是隧道結(jié)構(gòu)的重要組成部分，能夠有效增加隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
 
但隧道仰拱作為一項隱蔽工程，其施工質(zhì)量不易控制，如果施工質(zhì)量低下，不能滿足設(shè)計要求，出現(xiàn)仰拱厚度不足、仰拱強度不夠、仰拱底部清理不徹底等問題，在運營過程中隧道就容易出現(xiàn)仰拱上浮、開裂及冒水等仰拱病害，影響隧道結(jié)構(gòu)安全，甚至危及行車安全。因此，加強隧道仰拱施工質(zhì)量檢測，用科學(xué)數(shù)據(jù)把控隧道仰拱質(zhì)量安全顯得十分必要。  
檢測方法
針對隧道仰拱施工質(zhì)量的檢測有多種方法，為避免傳統(tǒng)有損檢測方法效率低、破壞結(jié)構(gòu)、偶然性大等缺點，目前工程實踐中多采用具有檢測速度快、不受噪音干擾等優(yōu)點的地質(zhì)雷達法進行隧道仰拱質(zhì)量檢測。
 

1. 地質(zhì)雷達法

地質(zhì)雷達法以電磁波反射為原理，通過發(fā)射機把高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式發(fā)射入地下介質(zhì)，該脈沖在地下介質(zhì)中傳播，在地下介質(zhì)的電特性發(fā)生變化的地方發(fā)生反射，接收機接收相應(yīng)的反射信號，記錄它并把它顯示在計算機屏幕上。通過連續(xù)的信號采集，在計算機屏幕上形成的地質(zhì)雷達波形圖或者灰度圖，可以形象直觀地反映出隧道襯砌的信息特征。  
地質(zhì)雷達圖形中，仰拱的厚度由地質(zhì)雷達傳播至基巖界面所用的時間和電磁波在混凝土中的傳播速度確定的。由于混凝土中介電常數(shù)變化范圍較大，導(dǎo)致電磁波的傳播速度波動范圍較廣，因此在進行檢測前，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速做現(xiàn)場標(biāo)定。
 
除了受到儀器本身噪聲的影響外，地質(zhì)雷達精度還受到天線貼合度、大型機械的干擾等因素的影響，所以在檢測時，應(yīng)盡量保證檢測天線平穩(wěn)、勻速前進，保持適當(dāng)?shù)臋z測速度，并隨時記錄好可能對檢測結(jié)果造成干擾的物體和位置，以防后期發(fā)生誤判。
 

1. 瑞雷面波檢測方法

瑞雷面波（R波）指的是一種沿介質(zhì)與空氣接觸的分界面（即地表面或自由平面）傳播的具有橢圓極化性質(zhì)的柱狀波，其在地表附近具有低頻、低速、高信噪比以及頻散等特征，對地下介質(zhì)的橫波速度非常敏感。
 
由于瑞雷面波方法對近地表探測方面具有較高的分辨率，隨著對隧道襯砌仰拱檢測精度的要求的提高，近年來瑞雷面波方法逐漸被更多地應(yīng)用到國內(nèi)隧道混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測當(dāng)中。瑞雷面波法在隧道仰拱厚度定量檢測上具有較高的準(zhǔn)確率，能夠?qū)崿F(xiàn)隧道混凝土仰拱中物性分界面的準(zhǔn)確定位，并且該方法對仰拱結(jié)構(gòu)中的鋼筋不敏感，能夠?qū)ρ龉凹捌浠炷撂畛鋵又械牟幻軐嵦畛湮恢眠M行高精度成像。
 
通過以往人們對瑞雷面波檢測結(jié)果與鉆孔驗證結(jié)果對比分析，發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)果一致性較高，從而驗證了此方法的可靠性。由于面波探測深度較淺，為了更好地保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，瑞雷面波法用于隧道仰拱厚度檢測時，應(yīng)使用可以激發(fā)和接收到高頻信號成分的瑞雷面波震源-檢波器接收系統(tǒng)。
 

1. 其他檢測方法

隧道仰拱施工質(zhì)量檢測與評估，除采用地質(zhì)雷達法以外，還有鉆芯法、聲波法、瞬變電磁法、超聲回彈綜合法、回彈法、瑞雷波法、地震影像法及紅外線探測法等。每種方法都具有其適用范圍和使用條件，有其獨有的特征，比如鉆芯法，雖然為局部點位檢測，代表性與雷達法相比較差，且鉆機移動緩慢, 效率不高，但其具有測試結(jié)果誤差小、直觀、檢測結(jié)果可靠等顯著優(yōu)勢。鉆芯法不僅能真實反映仰拱混凝土厚度和回填情況，還可以利用所鉆取的芯樣進一步檢測仰拱混凝土的強度以及對隧道底部圍巖情況進行檢測。  
注意事項
在實際檢測當(dāng)中，不應(yīng)只局限于某一種檢測方法，而應(yīng)根據(jù)具體檢測需求選擇一種或幾種較為適宜的檢測方法，以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和檢測效率，如：當(dāng)需要檢測仰拱厚度和強度時，可采用傳統(tǒng)地質(zhì)鉆機進行鉆芯檢測；當(dāng)需要檢測仰拱鋼筋和鋼架情況時，則可選用地質(zhì)雷達法進行檢測。同時，由于仰拱本身是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋的存在會對雷達波的成像質(zhì)量造成一定的影響，在對地質(zhì)雷達法等檢測結(jié)果和數(shù)據(jù)進行分析時要充分考慮此方面因素對結(jié)果的影響。