如何選擇合適的方法進行隧道仰拱質(zhì)量檢測？

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)量檢測是新建隧道施工質(zhì)量控制、運營隧道安全評估的主要內(nèi)容，長期以來，隧道仰拱質(zhì)量檢測是隧道襯砌質(zhì)量檢測中的重難點問題，因此，選取合適的檢測方法對隧道仰拱施工質(zhì)量進行檢測意義重大。

 

隧道仰拱常見質(zhì)量問題及檢測方法

以往隧道檢測過程中，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、仰拱強度不夠、仰拱鋼筋間距超標甚至缺失等。這些質(zhì)量問題的存在，會導(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，嚴重時導(dǎo)致隧道整體失去穩(wěn)定性，發(fā)生一系列影響運營安全的事故。

 

 

隧道仰拱施工質(zhì)量檢測與評估方法主要有地質(zhì)雷達法、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、紅外線探測法等。雖然檢測方法有很多，但如何保證隧道仰拱施工質(zhì)量檢測地準確可靠卻一直困擾著檢測工作者。目前，在實際工程檢測工作中，常用到的檢測方法有地質(zhì)雷達法和鉆芯取樣法。

 

1、 地質(zhì)雷達法

（1）檢測原理

地質(zhì)雷達法是采用無線電磁波檢測地下介質(zhì)分布和對不可見目標體或地下界面進行掃描，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，其路徑、電磁場強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，并由此通過對時域波形的采集、后處理和分析，從而確定目標體的空間位置或結(jié)構(gòu)形態(tài)。

 

（2）地質(zhì)雷達法檢測的優(yōu)缺點

地質(zhì)雷達法是一種無損檢測方法，所使用的儀器輕便，檢測速度快，能連續(xù)檢測一條測線，而且檢測結(jié)果代表性較高。同時地質(zhì)雷達法也存在一定的缺點，在利用地質(zhì)雷達法對隧道仰拱進行檢測時，對仰拱厚度的判斷多數(shù)基于仰拱上層鋼筋的雷達波反射信號，僅能大致推測仰拱的厚度，誤差較大，并且地質(zhì)雷達在檢測仰拱鋼筋或鋼架時，也難以定量，僅能對鋼筋或鋼架的有無進行定性判斷。

 

（3）地質(zhì)雷達法檢測注意事項

a、檢測前，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范對混凝土的介電常數(shù)或電磁波速做現(xiàn)場標定。

b、檢測時應(yīng)確保天線與襯砌表面密貼（空氣耦合天線除外）。

c、做好測線號、方向、標記間隔以及天線類型的記錄。

d、隨時做好可能對測量產(chǎn)生電磁影響的物體及其位置的記錄。

e、準確標記測量位置。

 

 

2、 鉆芯法

（1）檢測原理

鉆芯法是采用地質(zhì)鉆機在擬取芯部位進行鉆孔取芯檢測，通過量測芯樣長度來檢測隧道仰拱厚度；芯樣經(jīng)過切割加工后進行抗壓試驗，檢測仰拱混凝土強度；通過取芯過程中的芯樣描述對仰拱填充進行評價；通過隧道底部芯樣對底部圍巖情況進行檢測，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）鉆芯法檢測的優(yōu)缺點

鉆芯法為破損檢測，且為局部點位檢測，代表性較雷達法較差，鉆機移動緩慢，效率不高。但是鉆芯法檢測優(yōu)點突出，具有測試結(jié)果誤差小、直觀，檢測結(jié)果可靠等優(yōu)點，鉆芯法不僅能真實反映仰拱混凝土厚度和回填情況，還可以進一步檢測仰拱混凝土的強度以及隧道底部的圍巖情況。

 

（3）鉆芯法檢測注意事項

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)降低鉆進過程中鉆頭的溫度，且每次鉆進深度不宜超過50cm，以提高芯樣鉆取質(zhì)量。

d、鉆芯前要平整場地，使地質(zhì)鉆機安放平穩(wěn)，并準確獲取取芯位置處的實際標高、隧道底部的設(shè)計標高和鉆芯取樣結(jié)束后的孔底標高。

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、對取芯過程做好影像資料留存，對芯樣進行封存。

g、鉆芯取樣結(jié)束后，及時對鉆孔進行注漿恢復(fù)，并振搗密實，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方法？

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

 

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

 

（2）當(dāng)需要檢測仰拱鋼筋和鋼架情況時，則需要采用地質(zhì)雷達法進行檢測；不過地質(zhì)雷達法在檢測仰拱鋼筋或鋼架時，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)雷達對隧道仰拱進行檢測時，測線應(yīng)盡量靠近邊墻位置，可提高檢測質(zhì)量。

 

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

 

結(jié)語

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)造受力性能和運營安全，所以選擇合適的檢測方法來對仰拱檢測是把關(guān)質(zhì)量的一項重要工作。

 

在多年的檢測工作中，中鋼國檢團隊在隧道檢測方面積累了豐富的經(jīng)驗，不僅能以過硬的技術(shù)為客戶解決檢測難題，也更能從細節(jié)把控檢測質(zhì)量。對于隧道仰拱的檢測，中鋼國檢更是能根據(jù)實際情況，針對檢測中存在的不足，結(jié)合多種檢測方法，選擇最佳的檢測方式，取長補短，來保障隧道工程的安全。