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，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。

 

隧道仰拱常見質(zhì)量問題及檢測(cè)方法

以往隧道檢測(cè)過程中，發(fā)現(xiàn)仰拱施工主要存在的質(zhì)量問題有：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)法是采用無線電磁波檢測(cè)地下介質(zhì)分布和對(duì)不可見目標(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發(fā)射天線發(fā)射，經(jīng)目標(biāo)體反射或透射后，由接收天線接收。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介質(zhì)的介電特性及匯集形態(tài)不同而變化，并由此通過對(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，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)確保天線與襯砌表面密貼（空氣耦合天線除外）。

c、做好測(cè)線號(hào)、方向、標(biāo)記間隔以及天線類型的記錄。

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)，通過量測(cè)芯樣長(zhǎng)度來檢測(cè)隧道仰拱厚度；芯樣經(jīng)過切割加工后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，檢測(cè)仰拱混凝土強(qiáng)度；通過取芯過程中的芯樣描述對(duì)仰拱填充進(jìn)行評(píng)價(jià)；通過隧道底部芯樣對(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)過程中鉆頭的溫度，且每次鉆進(jìn)深度不宜超過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)，不僅能以過硬的技術(shù)為客戶解決檢測(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，來保障隧道工程的安全。