如何選擇合適的方法進(jìn)行隧道仰拱質(zhì)量檢測(cè)？

仰拱作為隧道襯砌結(jié)構(gòu)的重要組成部分，能改善襯砌結(jié)構(gòu)的受力形式，調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)的軸力和彎矩分布。在提高隧道襯砌結(jié)構(gòu)的承載能力、安全度和耐久性，抑制圍巖內(nèi)塑性區(qū)的擴(kuò)展，約束隧道洞周位移發(fā)展等方面有重要作用。但在仰拱實(shí)際施工過(guò)程中，施工質(zhì)量控制卻困難重重。

 

隧道仰拱質(zhì)量檢測(cè)是新建隧道施工質(zhì)量控制、運(yùn)營(yíng)隧道安全評(píng)估的主要內(nèi)容，長(zhǎng)期以來(lái)，隧道仰拱質(zhì)量檢測(cè)是隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)中的重難點(diǎn)問(wèn)題，因此，選取合適的檢測(cè)方法對(duì)隧道仰拱施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)意義重大。

 

隧道仰拱常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及檢測(cè)方法

以往隧道檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)仰拱施工主要存在的質(zhì)量問(wèn)題有：仰拱厚度不足、仰拱強(qiáng)度不夠、仰拱鋼筋間距超標(biāo)甚至缺失等。這些質(zhì)量問(wèn)題的存在，會(huì)導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)整體承載能力的降低，出現(xiàn)仰拱隆起、翻漿冒泥、拱墻開(kāi)裂等情況，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致隧道整體失去穩(wěn)定性，發(fā)生一系列影響運(yùn)營(yíng)安全的事故。

 

 

隧道仰拱施工質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)估方法主要有地質(zhì)雷達(dá)法、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、紅外線(xiàn)探測(cè)法等。雖然檢測(cè)方法有很多，但如何保證隧道仰拱施工質(zhì)量檢測(cè)地準(zhǔn)確可靠卻一直困擾著檢測(cè)工作者。目前，在實(shí)際工程檢測(cè)工作中，常用到的檢測(cè)方法有地質(zhì)雷達(dá)法和鉆芯取樣法。

 

1、 地質(zhì)雷達(dá)法

（1）檢測(cè)原理

地質(zhì)雷達(dá)法是采用無(wú)線(xiàn)電磁波檢測(cè)地下介質(zhì)分布和對(duì)不可見(jiàn)目標(biāo)體或地下界面進(jìn)行掃描，以確定其內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)或位置的電磁技術(shù)。

 

主要工作原理是：高頻電磁波以寬頻帶脈沖形式通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)發(fā)射，經(jīng)目標(biāo)體反射或透射后，由接收天線(xiàn)接收。高頻電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度和波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的介電特性及匯集形態(tài)不同而變化，并由此通過(guò)對(duì)時(shí)域波形的采集、后處理和分析，從而確定目標(biāo)體的空間位置或結(jié)構(gòu)形態(tài)。

 

（2）地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)

地質(zhì)雷達(dá)法是一種無(wú)損檢測(cè)方法，所使用的儀器輕便，檢測(cè)速度快，能連續(xù)檢測(cè)一條測(cè)線(xiàn)，而且檢測(cè)結(jié)果代表性較高。同時(shí)地質(zhì)雷達(dá)法也存在一定的缺點(diǎn)，在利用地質(zhì)雷達(dá)法對(duì)隧道仰拱進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，對(duì)仰拱厚度的判斷多數(shù)基于仰拱上層鋼筋的雷達(dá)波反射信號(hào)，僅能大致推測(cè)仰拱的厚度，誤差較大，并且地質(zhì)雷達(dá)在檢測(cè)仰拱鋼筋或鋼架時(shí)，也難以定量，僅能對(duì)鋼筋或鋼架的有無(wú)進(jìn)行定性判斷。

 

（3）地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)注意事項(xiàng)

a、檢測(cè)前，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)混凝土的介電常數(shù)或電磁波速做現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。

b、檢測(cè)時(shí)應(yīng)確保天線(xiàn)與襯砌表面密貼（空氣耦合天線(xiàn)除外）。

c、做好測(cè)線(xiàn)號(hào)、方向、標(biāo)記間隔以及天線(xiàn)類(lèi)型的記錄。

d、隨時(shí)做好可能對(duì)測(cè)量產(chǎn)生電磁影響的物體及其位置的記錄。

e、準(zhǔn)確標(biāo)記測(cè)量位置。

 

 

2、 鉆芯法

（1）檢測(cè)原理

鉆芯法是采用地質(zhì)鉆機(jī)在擬取芯部位進(jìn)行鉆孔取芯檢測(cè)，通過(guò)量測(cè)芯樣長(zhǎng)度來(lái)檢測(cè)隧道仰拱厚度；芯樣經(jīng)過(guò)切割加工后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，檢測(cè)仰拱混凝土強(qiáng)度；通過(guò)取芯過(guò)程中的芯樣描述對(duì)仰拱填充進(jìn)行評(píng)價(jià)；通過(guò)隧道底部芯樣對(duì)底部圍巖情況進(jìn)行檢測(cè)，判斷隧道底部是否清理徹底、是否有虛渣以及隧道底部圍巖情況。

 

（2）鉆芯法檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)

鉆芯法為破損檢測(cè)，且為局部點(diǎn)位檢測(cè)，代表性較雷達(dá)法較差，鉆機(jī)移動(dòng)緩慢，效率不高。但是鉆芯法檢測(cè)優(yōu)點(diǎn)突出，具有測(cè)試結(jié)果誤差小、直觀，檢測(cè)結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)，鉆芯法不僅能真實(shí)反映仰拱混凝土厚度和回填情況，還可以進(jìn)一步檢測(cè)仰拱混凝土的強(qiáng)度以及隧道底部的圍巖情況。

 

（3）鉆芯法檢測(cè)注意事項(xiàng)

a、鉆芯部位應(yīng)根據(jù)需要合理布置，如無(wú)特殊需求，一般將取芯部位選在隧道中心水溝，既降低了對(duì)隧道施工的干擾，又方便鉆芯過(guò)程中冷卻水的循環(huán)利用。

b、鉆孔深度應(yīng)鉆至隧底。

c、鉆頭內(nèi)徑要滿(mǎn)足芯樣的抗壓要求，可采用濕式鉆芯，利用水循環(huán)降低鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭的溫度，且每次鉆進(jìn)深度不宜超過(guò)50cm，以提高芯樣鉆取質(zhì)量。

d、鉆芯前要平整場(chǎng)地，使地質(zhì)鉆機(jī)安放平穩(wěn)，并準(zhǔn)確獲取取芯位置處的實(shí)際標(biāo)高、隧道底部的設(shè)計(jì)標(biāo)高和鉆芯取樣結(jié)束后的孔底標(biāo)高。

e、做好鉆芯過(guò)程記錄，芯樣存放在芯樣盒內(nèi)，按鉆取先后順序存放，并做好芯樣存放記錄，記錄好混凝土芯樣里程部位、芯樣深度范圍等。

f、對(duì)取芯過(guò)程做好影像資料留存，對(duì)芯樣進(jìn)行封存。

g、鉆芯取樣結(jié)束后，及時(shí)對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿恢復(fù)，并振搗密實(shí)，以免因鉆芯引起仰拱結(jié)構(gòu)水壞隱患。

 

 

如何選擇合適的檢測(cè)方法？

隧道仰拱施工質(zhì)量的每種檢測(cè)方法都具有其適用范圍和使用條件，有其獨(dú)有的特征，因此應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目的選擇一種或幾種：

 

（1）當(dāng)需要檢測(cè)隧道仰拱厚度和強(qiáng)度時(shí)，可以考慮選取鉆芯法進(jìn)行檢測(cè)；

 

（2）當(dāng)需要檢測(cè)仰拱鋼筋和鋼架情況時(shí)，則需要采用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行檢測(cè)；不過(guò)地質(zhì)雷達(dá)法在檢測(cè)仰拱鋼筋或鋼架時(shí)，也僅僅能定性判斷出隧道仰拱中鋼筋或鋼架的有無(wú)或可大致判斷出鋼筋鋼架的間距。在應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)隧道仰拱進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，測(cè)線(xiàn)應(yīng)盡量靠近邊墻位置，可提高檢測(cè)質(zhì)量。

 

（3）隧道仰拱施工質(zhì)量最理想的檢測(cè)方法，應(yīng)該是在仰拱填充之前采用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行檢測(cè)，這樣不僅可以檢測(cè)仰拱厚度，還可以準(zhǔn)確檢測(cè)出仰拱鋼筋、鋼架的間距，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能夠及時(shí)進(jìn)行處理，減少返工。

 

結(jié)語(yǔ)

隧道作為埋置于地層內(nèi)的工程建筑物，安全性要求很高，而仰拱作為隧道的重要結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量更是影響到隧道環(huán)形構(gòu)造受力性能和運(yùn)營(yíng)安全，所以選擇合適的檢測(cè)方法來(lái)對(duì)仰拱檢測(cè)是把關(guān)質(zhì)量的一項(xiàng)重要工作。

 

在多年的檢測(cè)工作中，中鋼國(guó)檢團(tuán)隊(duì)在隧道檢測(cè)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，不僅能以過(guò)硬的技術(shù)為客戶(hù)解決檢測(cè)難題，也更能從細(xì)節(jié)把控檢測(cè)質(zhì)量。對(duì)于隧道仰拱的檢測(cè)，中鋼國(guó)檢更是能根據(jù)實(shí)際情況，針對(duì)檢測(cè)中存在的不足，結(jié)合多種檢測(cè)方法，選擇最佳的檢測(cè)方式，取長(zhǎng)補(bǔ)短，來(lái)保障隧道工程的安全。