southwestjIaotongunIversIty西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity高速鐵路隧道質(zhì)量檢測(cè)仇文革教授一、概述二、錨桿質(zhì)量三、鋼架四、隧道襯砌強(qiáng)度五、隧道襯砌厚度及缺陷六、隧道斷面七、襯砌裂縫及滲漏水匯報(bào)提要

southwestjIaotongwnIversIty一、概述西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity一、概述

改革開放以來，國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定向前發(fā)展，國家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度日漸加強(qiáng)，隨著國家交通的不斷發(fā)展，高速（客運(yùn)專線）/重載鐵路和高速公路分別是鐵路、公路陸路交通發(fā)展的主方向，使得新建鐵路、公路隧道的等級(jí)、規(guī)模、數(shù)量逐年遞增。從而對(duì)隧道檢測(cè)技術(shù)提出了更高要求：采用高效且對(duì)隧道工程質(zhì)量能進(jìn)行全面快速評(píng)價(jià)的無損檢測(cè)方法。

無損檢測(cè)方法即是無破損性的檢測(cè)方法，是針對(duì)鉆芯取樣等有破損性檢測(cè)提出的。1、隧道襯砌質(zhì)量無損檢測(cè)一、概述

保證工程質(zhì)量是建設(shè)者們的基本要求，因此檢測(cè)技術(shù)作為質(zhì)量管理的重要手段越來越為人們所重視。隧道工程是一項(xiàng)隱蔽性很強(qiáng)的工程，其施工也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，因此在工程檢測(cè)中，也按施工的先后順序分成三個(gè)階段進(jìn)行：即施工前、施工中以及施工后檢測(cè)。（1）施工前檢測(cè)施工前檢測(cè)主要是與現(xiàn)場(chǎng)中心試驗(yàn)室配合，對(duì)結(jié)構(gòu)的原材料、混凝土配合比、外加劑等進(jìn)行檢測(cè)，防止不合格的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，只有用合格的材料才能修建出合格的工程。1、隧道襯砌質(zhì)量無損檢測(cè)一、概述

（2）施工中檢測(cè)目前的質(zhì)量控制大多是“重二襯，輕初支”，實(shí)際上隧道初期支護(hù)是隧道的主要承力結(jié)構(gòu)，對(duì)整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的耐久性起著很重要的作用，故在隧道施工質(zhì)量過程控制中，對(duì)初期支護(hù)各結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量均需進(jìn)行必要的檢測(cè)。施工中檢測(cè)主要包括：開挖斷面、錨桿質(zhì)量（長(zhǎng)度、砂漿飽和度及抗拔力）、鋼拱架或格柵鋼架、噴混凝土強(qiáng)度、厚度等，主體為初期支護(hù)。（3）施工后檢測(cè)隧道施工完成后，檢測(cè)的主要項(xiàng)目為隧道凈空、二次襯砌強(qiáng)度、厚度、密實(shí)度以及襯砌背后的空洞等，主體為二次襯砌。1、隧道襯砌質(zhì)量無損檢測(cè)一、概述2、無損檢測(cè)內(nèi)容及其方法施工過程及檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)方法采用儀器備注施工中錨桿長(zhǎng)度、注漿飽和度；錨桿抗拔力應(yīng)力反射波拉拔試驗(yàn)錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀錨桿拉拔儀噴混凝土強(qiáng)度射釘槍氣壓射釘槍系統(tǒng)噴混凝土厚度、背后缺陷地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR格柵/型鋼榀數(shù)地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR開挖斷面凈空激光斷面儀或全站儀激光斷面儀施工后襯砌混凝土強(qiáng)度超聲回彈綜合法超聲波檢測(cè)儀混凝土回彈儀鉆芯取樣襯砌混凝土厚度及背后缺陷地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR襯砌背后圍巖狀況地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR襯砌裂縫及滲漏水人工目測(cè)分格素描游標(biāo)卡尺、數(shù)碼像機(jī)隧道凈尺寸激光斷面儀或全站儀激光斷面儀（1）按施工過程一、概述2、無損檢測(cè)內(nèi)容及其方法（2）按檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)項(xiàng)目方法儀器備注錨桿質(zhì)量應(yīng)力反射波拉拔試驗(yàn)錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀錨桿拉拔儀錨桿長(zhǎng)度、注漿飽和度；抗拔力鋼架地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR格柵/型鋼數(shù)量混凝土強(qiáng)度射釘槍

超聲回彈綜合法氣壓射釘槍系統(tǒng)

超聲波檢測(cè)儀和混凝土回彈儀鉆芯取樣襯砌厚度及缺陷地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR

隧道斷面激光斷面儀激光斷面儀開挖斷面、隧道凈空尺寸襯砌裂縫及滲漏水人工目測(cè)分格素描游標(biāo)卡尺、數(shù)碼像機(jī)

southwestjIaotongwnIversIty二、錨桿質(zhì)量西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity二、錨桿質(zhì)量

錨桿是將破碎或不穩(wěn)定巖體(塊)與牢固穩(wěn)定的巖體連結(jié)在一起以提高整體穩(wěn)定性的一種支護(hù)措施。當(dāng)錨桿發(fā)揮作用時(shí)，錨桿不同部段的功能各不相同。錨桿內(nèi)端處于牢固穩(wěn)定巖體的部段，其錨固力主要起著固定錨桿的作用；而錨桿外端處于破碎或不穩(wěn)定巖體的部段，其錨固力主要起著將該段巖體(塊)與錨桿連結(jié)在一起的作用（圖1）。要讓錨桿能發(fā)揮設(shè)計(jì)的效果，除保證錨桿的長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求外，還要使各段都能均勻而有效地與巖體錨固在一起（保證注漿飽和度）。圖1理想錨桿受力示意圖距巖面距離(m)x軸力(kN)P二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.1錨桿長(zhǎng)度及及注漿飽和和度錨桿長(zhǎng)度及注漿飽和度度均采用應(yīng)力反射波波法檢測(cè)。檢測(cè)測(cè)儀器為錨桿質(zhì)量檢檢測(cè)儀，見下圖。。錨桿質(zhì)量檢檢測(cè)儀二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.1錨桿長(zhǎng)度及及注漿飽和和度1）錨桿長(zhǎng)度度應(yīng)力反射波波法是一種種無損檢測(cè)測(cè)方法,該方法的基基本理論依依據(jù)為一維維桿件的彈彈性應(yīng)力波波反射理論論。在錨桿頂部部激發(fā)彈性性應(yīng)力波,當(dāng)彈性應(yīng)力力波傳播到到錨桿底部部時(shí)由于錨錨桿和錨桿桿底部的巖巖石存在波波阻抗差異異,將產(chǎn)生反射射波回到錨錨桿頂。根根據(jù)反射波的走走時(shí)和錨桿中的的應(yīng)力波傳播播速度就可以用(1)式求出錨桿桿長(zhǎng)度L，錨桿中的的應(yīng)力波傳傳播速度可可在現(xiàn)場(chǎng)已已知長(zhǎng)度的的錨桿上進(jìn)進(jìn)行標(biāo)定。。式中:vc——錨桿中應(yīng)力力波傳播速速度;t——應(yīng)力反射波波的雙程走走時(shí)。（1)應(yīng)力波在錨錨固界面上上的反射二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.1錨桿長(zhǎng)度及及注漿飽和和度2）注漿飽和和度注漿飽和度度檢測(cè)通過測(cè)定錨錨桿不同方位、不同距離應(yīng)力波的阻尼情況，即錨錨桿與圍巖巖的耦合情情況來判斷斷注漿飽和和度。由應(yīng)應(yīng)力波在介介質(zhì)中的傳傳播特性可可知：應(yīng)力力波在堅(jiān)硬完整的介質(zhì)中傳播速度大大，衰減速速度快，而在松散及不完完整介質(zhì)中應(yīng)力力波的傳播速度小小，衰減速速度慢。全錨錨桿實(shí)實(shí)測(cè)波形與與錨固質(zhì)量量結(jié)果二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.1錨桿長(zhǎng)度及及注漿飽和和度2）注漿飽和和度利用應(yīng)力波波這一傳播播特性來判判斷注漿飽飽和度情況況，對(duì)于注漿飽滿的，砂漿和和巖石的耦耦合性好，，可看成完完整的介質(zhì)質(zhì)，因此應(yīng)應(yīng)力波的波形規(guī)則衰衰減快，近于指數(shù)數(shù)衰減；對(duì)對(duì)于注漿飽滿程程度差的，則砂漿漿和巖石間間的耦合性性差，可看看成松散不不完整的介介質(zhì)，應(yīng)力力波的波形雜亂，，衰減慢。根據(jù)不同方方向、不同同部位擊震震的應(yīng)力波波衰減曲線線就可以對(duì)對(duì)注漿飽和和度作出判判斷。部分錨固狀狀態(tài)實(shí)測(cè)波波形及錨固固狀態(tài)分析析結(jié)果二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.2錨桿抗拔力力錨桿抗拔力力通過拉拔試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。。拉拔試驗(yàn)驗(yàn)檢測(cè)方法法是一種傳統(tǒng)的錨桿錨固質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)方方法。進(jìn)行拉拔試試驗(yàn)時(shí)，將將液壓千斤斤頂放在托托板和螺母母之間，擰擰緊螺母，，施加一定定的預(yù)應(yīng)力力，然后用用手動(dòng)液壓壓泵加壓，，同時(shí)記錄錄液壓表和和位移計(jì)上上的對(duì)應(yīng)讀讀數(shù)，當(dāng)壓壓力或者位位移讀數(shù)達(dá)達(dá)到預(yù)定值值時(shí)，或者者當(dāng)壓力計(jì)計(jì)讀數(shù)下降降而位移計(jì)計(jì)讀數(shù)迅速速增大時(shí)，，停止加壓壓。測(cè)試后后，整理出出錨桿的位位移-荷載曲線，，進(jìn)而分析析出試驗(yàn)錨錨桿的抗拔拔力大小。。試驗(yàn)時(shí)錨錨桿的受力力狀態(tài)見圖圖2。距巖面距離(m)x軸力(kN)P圖2抗拔試驗(yàn)時(shí)時(shí)錨桿的受受力示意圖圖二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.2錨桿檢測(cè)方方法評(píng)述試驗(yàn)證明：：對(duì)于高強(qiáng)強(qiáng)螺紋錨桿桿，當(dāng)錨固長(zhǎng)度達(dá)到錨桿直直徑的42倍時(shí)，握裹力不再隨錨桿長(zhǎng)度的增加而增增加。高速速鐵路隧道道錨桿的長(zhǎng)長(zhǎng)與直徑比比達(dá)到幾百百倍，而且且從圖1、2可知，錨桿桿拔抗試驗(yàn)驗(yàn)與實(shí)際錨錨桿的受力力狀態(tài)有很很大不同，，得出錨桿桿抗拔力與與錨桿質(zhì)量量沒有必然然的相關(guān)性性，若僅采采用抗拔試試驗(yàn)，可能能導(dǎo)致將不不合格錨桿桿依其抗拔拔力評(píng)定成成合格錨桿桿。所以，對(duì)錨錨桿進(jìn)行檢檢測(cè)時(shí)，要要采用聲頻頻應(yīng)力波法法對(duì)錨桿的的錨固質(zhì)量量進(jìn)行無損檢測(cè)，再配合抗拔力試驗(yàn)驗(yàn)進(jìn)行綜合分分析，可對(duì)對(duì)錨桿的錨固質(zhì)量作出較全面的評(píng)評(píng)價(jià)。southwestjIaotongwnIversIty三、鋼架西南交通大大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity三、鋼架在隧道中所所使用格柵柵或型鋼拱拱架支撐數(shù)數(shù)量，也是是隧道初期期支護(hù)質(zhì)量量控制中所所關(guān)心的問問題。由于于噴混凝土土中存在格格柵或型鋼鋼拱架支撐撐時(shí)，地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)剖面面圖中信號(hào)號(hào)會(huì)有變化化，可通過過這些信號(hào)號(hào)的變化讀讀出隧道施施工時(shí)所使使用的格柵柵或型鋼拱拱架支撐數(shù)數(shù)量。檢測(cè)儀器是是地質(zhì)雷達(dá)達(dá)，見下圖圖。三、鋼架圖1RAMACⅡⅡ型主機(jī)圖21000MHz天線圖圖3500MHz天線三、鋼架1）格柵當(dāng)混凝土中中存在鋼筋筋時(shí)，雷達(dá)達(dá)剖面圖中中將產(chǎn)生連連續(xù)點(diǎn)狀強(qiáng)強(qiáng)反射信號(hào)號(hào)，當(dāng)混凝凝土中有格柵拱架支撐時(shí)時(shí)，靠得較較近的兩主主筋將形成成兩個(gè)點(diǎn)狀狀強(qiáng)反射信信號(hào)，則兩個(gè)點(diǎn)狀信信號(hào)形成類似于于字母M形狀的反射射信號(hào)，每每一個(gè)這樣樣的雷達(dá)波波信號(hào)就對(duì)對(duì)應(yīng)著一榀榀格柵拱架架支撐，由由此信號(hào)總總數(shù)即可統(tǒng)統(tǒng)計(jì)出整個(gè)個(gè)隧道縱向向的格柵拱拱架支撐數(shù)數(shù)量。存在格柵拱拱架的雷達(dá)達(dá)波檢測(cè)圖圖呈M形的格柵支撐存在鋼筋的的雷達(dá)波檢檢測(cè)圖三、鋼架1000MHz天線檢測(cè)出出的襯砌內(nèi)內(nèi)存在鋼筋筋的地質(zhì)雷雷達(dá)圖像500MHz天線檢測(cè)出出的襯砌內(nèi)內(nèi)存在鋼筋筋的地質(zhì)雷雷達(dá)圖像（（標(biāo)點(diǎn)間距距2m）三、鋼架1.6GHz天線采集的的數(shù)據(jù)，鋼鋼筋更加清清晰上圖為在隧隧道拱腰處處檢測(cè)的鋼鋼筋網(wǎng)圖像像，用1000兆天線三、鋼架2）型鋼當(dāng)混凝土中中有型鋼支撐時(shí)，雷雷達(dá)剖面圖圖中將出現(xiàn)現(xiàn)特別強(qiáng)的的月牙形反射信號(hào)，，每一個(gè)這這樣的信號(hào)號(hào)表示有一一榀型鋼拱拱架支撐，，由此信號(hào)號(hào)總數(shù)即可可統(tǒng)計(jì)出整整個(gè)隧道縱縱向的型鋼鋼拱架支撐撐數(shù)量。存在型鋼拱拱架的雷達(dá)達(dá)波檢測(cè)圖圖三、鋼架2）型鋼襯砌內(nèi)有鋼鋼架的地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)圖像像southwestjIaotongwnIversIty四、混凝土土強(qiáng)度西南交通大大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity四、混凝土土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍槍強(qiáng)度檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)(針對(duì)初期支支護(hù))根據(jù)噴混凝土表面特征，宜采用氣氣壓射釘槍槍無損檢測(cè)測(cè)方法對(duì)其其強(qiáng)度進(jìn)行行檢測(cè)。整整個(gè)系統(tǒng)由由射釘槍、空空壓計(jì)、空空壓管、空空壓機(jī)、變變壓器、數(shù)數(shù)顯深度游游標(biāo)卡尺等組成。其其中變壓器器為國產(chǎn)多多功能變壓壓器，由于于氣壓射釘釘槍系統(tǒng)額額定工作電電壓為100伏，故通過過變壓器將將國內(nèi)220伏轉(zhuǎn)換成100伏。氣壓射釘槍槍檢測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)及射釘槍照照片詳見下下圖。氣壓射釘槍槍強(qiáng)度測(cè)試試系統(tǒng)示意意圖四、混凝土土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍槍強(qiáng)度檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)(針對(duì)初期支支護(hù))氣壓射釘槍槍的工作原理是射釘槍在在恒定高壓氣氣體推力作用下推動(dòng)動(dòng)經(jīng)過特殊標(biāo)定的的射釘高速進(jìn)入混凝土土中，一部部分能量消消耗于鋼釘釘與混凝土土之間的摩摩擦，另一一部分能量量由于混凝凝土受擠壓壓破碎而被被消耗，發(fā)發(fā)射槍引發(fā)發(fā)的子彈初初始動(dòng)能是是恒定的，，則其貫入深度取決于混凝凝土的力學(xué)性質(zhì)，通過射釘釘?shù)呢炄攵瓤赏贫ɑ炷翉?qiáng)度度（深度與強(qiáng)強(qiáng)度的關(guān)系系由實(shí)驗(yàn)標(biāo)標(biāo)定公式確確定）。四、混凝土土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍槍強(qiáng)度檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)(針對(duì)初期支支護(hù))氣壓射釘槍槍檢測(cè)方法法具有檢測(cè)測(cè)結(jié)果客觀可靠、、操作方便便、省工省省時(shí)等優(yōu)點(diǎn),在隧道初期期支護(hù)噴混混凝土的強(qiáng)強(qiáng)度檢測(cè)中中發(fā)揮了重重要作用,取得了令人人滿意的結(jié)結(jié)果。噴混凝土強(qiáng)強(qiáng)度與射釘釘貫入深度度關(guān)系曲線線四、混凝土土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍槍強(qiáng)度檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)中，，對(duì)噴混凝凝土的早期強(qiáng)度及晚期強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，，通過大量量的試驗(yàn)建建立起強(qiáng)度齡期成成長(zhǎng)曲線后，即可通過檢測(cè)早早期強(qiáng)度預(yù)測(cè)晚期強(qiáng)強(qiáng)度，用以及時(shí)時(shí)調(diào)整施工方法及配合比參數(shù)數(shù)，以確保隧道初期支支護(hù)噴混凝凝土的晚期強(qiáng)度是是否滿足要要求。這是其他方方法不便實(shí)實(shí)現(xiàn)的。四、混凝土土強(qiáng)度4.2超聲回彈綜綜合檢測(cè)方方法(針對(duì)二次襯襯砌)1）根據(jù)要求求布置強(qiáng)度度測(cè)區(qū)，隧隧道強(qiáng)度檢檢測(cè)時(shí)測(cè)區(qū)區(qū)一般布置置在左邊墻、右右邊墻、拱拱頂?shù)任恢茫?）在確定的的測(cè)區(qū)內(nèi)，，用超聲回回彈模子標(biāo)出回彈的彈擊點(diǎn)及超聲聲速速值測(cè)點(diǎn)，用混凝土土回彈儀測(cè)測(cè)試回彈值值（16個(gè)測(cè)點(diǎn)），，用超聲波波檢測(cè)儀測(cè)測(cè)試3個(gè)超聲波聲聲時(shí)值（取取其平均值值）；3）在檢測(cè)的的同時(shí)，由由專人對(duì)回彈值、、超聲波聲聲時(shí)值作好好記錄。4）將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)測(cè)試的回彈值、超超聲值按規(guī)范要求求進(jìn)行修正后，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算測(cè)區(qū)混凝土土強(qiáng)度的推算算值（若有鉆芯取樣樣，還要結(jié)合抗抗壓強(qiáng)度進(jìn)行修修正），從而對(duì)對(duì)整個(gè)隧道襯砌砌混凝土強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定。四、混凝土強(qiáng)度度4.2超聲回彈綜合檢檢測(cè)方法(針對(duì)二次襯砌)回彈測(cè)點(diǎn)示意超聲測(cè)點(diǎn)示意四、混凝土強(qiáng)度度4.2超聲回彈綜合檢檢測(cè)方法對(duì)二次襯砌混凝凝土強(qiáng)度檢測(cè)采采用超聲回彈綜合法法結(jié)合少量的鉆芯取樣進(jìn)行檢測(cè)。超聲聲波測(cè)試儀及回回彈儀見圖:NM—4B超聲波測(cè)試儀TICO超聲波測(cè)試儀四、混凝土強(qiáng)度度4.2超聲回彈綜合檢檢測(cè)方法α—2000數(shù)顯回彈儀機(jī)械混凝土回彈彈儀四、混凝土強(qiáng)度度4.2超聲回彈綜合檢檢測(cè)方法（1）超聲回彈檢測(cè)測(cè)在隧道內(nèi)沿縱向每隔一定距離、在不同部位設(shè)置測(cè)區(qū)，采用用混凝土回彈儀在測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)得隧隧道襯砌混凝土土的回彈值，并用超聲波測(cè)試儀在相同測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)測(cè)得超聲波在隧隧道襯砌混凝土土中傳播的波速，再根據(jù)“回彈彈—超聲”綜合法的的以下公式求出出隧道襯砌混凝土推定強(qiáng)度度值。四、混凝土強(qiáng)度度4.2超聲回彈綜合檢檢測(cè)方法（2）鉆取芯樣檢測(cè)測(cè)鉆芯取樣為局部檢測(cè)測(cè)，主要用于修正超聲回彈所得混混凝土的強(qiáng)度。芯樣鉆取位置置必須在超聲回回彈檢測(cè)范圍以以內(nèi)，在現(xiàn)場(chǎng)采用鉆機(jī)（如：：ZKJ—200型金剛石鉆機(jī)））鉆取芯樣（芯芯樣直徑：φ100或φ150）后，在室內(nèi)進(jìn)行芯樣試件制制作并養(yǎng)護(hù)后采采用壓力試驗(yàn)機(jī)機(jī)（NYL—60型）對(duì)芯樣試件件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度度試驗(yàn)，得出襯襯砌混凝土芯樣樣強(qiáng)度值。通過超聲回彈綜綜合法無損檢測(cè)測(cè)結(jié)合少量鉆芯芯取樣進(jìn)行修正正的方法（見下下式）得出隧道道襯砌混凝土的的強(qiáng)度，并將其結(jié)果與與設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行比較分析，得出隧道道襯砌混凝土強(qiáng)強(qiáng)度是否滿足要求。四、混凝土強(qiáng)度度4.2超聲回彈綜合檢檢測(cè)方法鉆芯機(jī)四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片southwestjIaotongwnIversIty五、混凝土厚度度及背后缺陷西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity五、混凝土厚度度及背后缺陷混凝土厚度及背后襯砌砌缺陷均采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)。地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)原理理是：利用雷達(dá)達(dá)波通過結(jié)構(gòu)、、構(gòu)造物反射回回來的波形差異異進(jìn)行分析處理理檢測(cè)對(duì)象。一一般運(yùn)用于檢測(cè)測(cè)區(qū)域較大、檢測(cè)對(duì)象復(fù)雜，要求檢測(cè)精度適中，且檢測(cè)速度較快的情況。地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用脈沖電磁波探測(cè)隱蔽介質(zhì)的的分布。地質(zhì)雷雷達(dá)的發(fā)射天線線向混凝土內(nèi)發(fā)發(fā)射高頻寬帶短脈沖沖電磁波，電磁波遇到具具有不同介電特性的混凝土與圍巖巖界面時(shí)有部分返回，，接收天線接收收反射波并記錄錄反射波的旅行行時(shí)間。當(dāng)發(fā)射和接收天線線沿物體表面逐點(diǎn)點(diǎn)同步移動(dòng)時(shí)，就能得到其其內(nèi)部介質(zhì)的剖剖面圖像。根據(jù)據(jù)接收到波的旅旅行時(shí)間(雙程走時(shí))、幅度頻率與波波形變化資料，，可以推斷介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)以及目標(biāo)體的深度、形狀等特征參數(shù)(見下圖)。5.1檢測(cè)原理五、混凝土厚度度及背后缺陷式(1)脈沖波走時(shí)按式式（1）進(jìn)行計(jì)算:式中:ｘ值在剖面探測(cè)測(cè)中是固定的；；ｖ值(m·ns-1)可以利用現(xiàn)成數(shù)數(shù)據(jù)或測(cè)定獲得得，由上式可得得目標(biāo)體的深度度值(ｍ)。反射探測(cè)原理圖圖檢檢測(cè)結(jié)果果與實(shí)際結(jié)構(gòu)的的對(duì)照?qǐng)D隧道襯砌與圍巖巖的相對(duì)介電常數(shù)的對(duì)比決定分層是否““可見”。當(dāng)存存在缺陷時(shí)，由由于缺陷與良好好襯砌或圍巖間間的介電常數(shù)的的對(duì)比差異，也也使得缺陷“可可見”，見上圖圖右。五、混凝土厚度度及背后缺陷采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)對(duì)混凝土厚度進(jìn)進(jìn)行檢測(cè)前要解解決的問題：天線頻率的選擇、雷達(dá)波波在噴混凝土中中的波速標(biāo)定。地質(zhì)雷達(dá)各頻率率天線均有各自自適宜的探測(cè)深深度及分辨率，，根據(jù)混凝土的厚度，宜選用500MHz天線；對(duì)于波速標(biāo)定，建議采用用激光斷面儀通通過斷面檢測(cè)得得出混凝土厚度度來實(shí)現(xiàn).RAMACⅡ型地質(zhì)雷達(dá)各頻頻率天線五、混凝土厚度度及背后缺陷5.2測(cè)線布置根據(jù)《鐵路隧道襯砌質(zhì)質(zhì)量無損檢測(cè)規(guī)規(guī)程》測(cè)線布置應(yīng)符合合下列規(guī)定：1、隧道施工過程中質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)以縱向布線為主，橫向布線線為輔?？v向布布線的位置應(yīng)在在隧道拱頂、左右拱腰腰、左右邊墻和和隧底各布1條;橫向布線可按檢檢測(cè)內(nèi)容和要求求布設(shè)線距，一一般情況線距8-12m;采用點(diǎn)測(cè)時(shí)每斷斷面不少于6個(gè)點(diǎn)。檢測(cè)中發(fā)發(fā)現(xiàn)不合格地段段應(yīng)加密測(cè)線或或測(cè)點(diǎn)。2、隧道竣工驗(yàn)收時(shí)質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)縱向布線，必要時(shí)可橫向向布線?？v向布布線的位置應(yīng)在在隧道拱頂、左右拱腰腰和左右邊墻各布1條;橫向布線線距8-12m;采用點(diǎn)測(cè)時(shí)每斷斷面不少于5個(gè)點(diǎn)。需確定回填空洞規(guī)模和范圍圍時(shí)，應(yīng)加密測(cè)線或測(cè)點(diǎn)點(diǎn)。3、三線隧道應(yīng)在隧道拱頂部位增加2條測(cè)線。4、測(cè)線每5~10m應(yīng)有一里程標(biāo)記記。測(cè)線布置見下圖圖：圖4雷達(dá)測(cè)線縱斷面面布置圖圖5雷達(dá)測(cè)線橫斷面面布置圖圖6檢測(cè)方式圖五、混凝土厚度度及背后缺陷五、混凝土厚度度及背后缺陷5.3混凝土厚度地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射天天線向隧道混凝凝土內(nèi)發(fā)射高頻頻寬帶短脈沖電電磁波，電磁波波遇到具有不同同介電特性的混混凝土與圍巖界界面時(shí)部分會(huì)由由反射返回，接接收天線接收反反射波并記錄反反射波的旅行時(shí)時(shí)間。根據(jù)接收到波的的旅行時(shí)間(雙程走時(shí))、標(biāo)定的地質(zhì)雷雷達(dá)在混凝土中中的波速值，再由式（2）可求出混凝土厚度。(2)式中:v——地質(zhì)雷達(dá)波的波波速；t——地質(zhì)雷達(dá)波的雙雙程走時(shí)。五、混凝土厚度度及背后缺陷5.3混凝土厚度襯砌與圍巖間會(huì)會(huì)存在明顯的反射層，從而利用此反反射層來探明二二次襯砌混凝土土的厚度，見下圖。襯砌與圍巖間存存在的明顯反射射層及層位追蹤蹤圖五、混凝土厚度度及背后缺陷5.3混凝土厚度上圖為襯砌厚度度檢測(cè)圖象，用用時(shí)間觸發(fā)方式式檢測(cè),用RAMAC/GPR雷達(dá)，500兆屏蔽天線。五、混凝土厚度度及背后缺陷5.3混凝土厚度上圖為隧道拱頂襯砌厚度檢測(cè),采用RAMAC/GPRCUII主機(jī),500兆屏蔽天線五、混凝土厚度及及背后缺陷5.3混凝土厚度上圖為用瑞典MALA公司的CUII主機(jī),500兆屏蔽天線在隧道道拱腳處檢測(cè)的雷達(dá)圖像,可以清楚看到二襯襯界面和鋼拱架.五、混凝土厚度及及背后缺陷5.3混凝土厚度上圖為在隧道拱腰腰處用500兆天線做的。距起起點(diǎn)200米的左側(cè)是鋼筋網(wǎng)網(wǎng)（隧道內(nèi)絕大部分是這種種結(jié)果），右側(cè)是是水侵入?yún)^(qū)域，鋼鋼筋圖像不清楚；；二襯的底界面由于大量充水水，界面非常清楚楚。五、混凝土厚度及及背后缺陷5.4混凝土背后缺陷在混凝土內(nèi)存在不不密實(shí)以及背后存存在缺陷時(shí)，均可可由地質(zhì)雷達(dá)剖面面圖上所反映的信信息進(jìn)行判斷。混混凝土背后的缺陷陷形式主要有不密實(shí)及空洞兩種情況?；炷良氨澈蟠嬖谠诓幻軐?shí)：不密實(shí)的襯砌混凝土體及及混凝土背后不密密實(shí)的圍巖在地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)剖面圖上的的波形雜亂，同相軸錯(cuò)斷。存在不密實(shí)的雷達(dá)達(dá)波檢測(cè)圖五、混凝土厚度及及背后缺陷5.2混凝土背后缺陷混凝土與圍巖之間間有空洞:由于空氣與混凝土介電常數(shù)差別較大，電磁波在混凝土土與空氣之間將產(chǎn)產(chǎn)生強(qiáng)反射信號(hào)。當(dāng)空洞比較大時(shí)時(shí)，圍巖界面清晰晰可見，在地質(zhì)雷雷達(dá)剖面圖上主要要表現(xiàn)為在混凝土土層以下出現(xiàn)多次次反射波，同相軸軸呈弧形，并與相鄰道之間間發(fā)生相位錯(cuò)位，且其能量明顯增強(qiáng)。存在空洞的雷達(dá)波波檢測(cè)圖五、混凝土厚度及及背后缺陷5.2混凝土背后缺陷用500兆屏蔽天線做拱頂檢測(cè)，采用CUII主機(jī)。圖中箭頭所所指為脫空。五、混凝土厚度及及背后缺陷5.2混凝土背后缺陷做拱腳檢測(cè)，用瑞典MALA公司的CUII主機(jī)，500兆屏蔽天線。圖中中52米到76米處存在大面積脫空。3）結(jié)果形式右線K0+000~K0+250拱頂襯砌厚度、背背后缺陷示意圖左線K0+000~K0+250拱頂襯砌厚度、背背后缺陷示意圖五、混凝土厚度及及背后缺陷中梁山右線K0+010~+030段拱頂測(cè)線地質(zhì)雷雷達(dá)圖像中梁山右線K0+080~+110段拱頂測(cè)線地質(zhì)雷雷達(dá)圖像五、混凝土厚度及及背后缺陷中梁山左線K0+170~+200段拱頂測(cè)線地質(zhì)雷雷達(dá)圖像中梁山左線K0+100~+120段拱頂測(cè)線地質(zhì)雷雷達(dá)圖像五、混凝土厚度及及背后缺陷3）結(jié)果形式右線K0+000—K0+250注漿量示意圖右線K0+000—K0+250注漿量示意圖五、混凝土厚度及及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度及及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度及及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度及及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度及及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度及及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度及及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度及及背后缺陷southwestjIaotongwnIversIty六、斷面檢測(cè)西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity控制超欠挖隧道允許超挖值（（cm）圍巖級(jí)別開挖部位ⅠⅡ～ⅣⅤ、Ⅵ拱部線性超挖101510最大超挖152515邊墻線性超挖101010仰拱、隧底線性超挖10最大超挖25六、斷面檢測(cè)《客運(yùn)專線鐵路隧道道工程施工技術(shù)指指南》TZ214——2005規(guī)定：隧道開挖不不應(yīng)欠挖，當(dāng)圍巖巖完整、石質(zhì)堅(jiān)硬硬時(shí)，允許巖石個(gè)個(gè)別突出部分侵入入襯砌（每1m2不大于0.1m2、高度不大于5cm）。拱腳和墻腳以以上1m范圍內(nèi)嚴(yán)禁欠挖。。在控制超欠挖技術(shù)術(shù)的研究中，首先先應(yīng)改變觀念，即即必需改變“寧超勿欠”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，樹立立“少欠少超”的觀點(diǎn)。也就是說說，應(yīng)容許一定程程度的欠挖，例如如，日本在隧道施施工中，基本上容容許概率為16％的欠挖。即在開開挖斷面上取100個(gè)點(diǎn)，有不超過16個(gè)點(diǎn)的超挖就可以以了。這樣就可以以避免開挖輪廓線線的無謂擴(kuò)大，而而使超挖得以減少少。例如，鐵路隧隧道施工規(guī)范（TB10204—2002）規(guī)定：當(dāng)圍巖完完整、石質(zhì)堅(jiān)硬時(shí)時(shí)，容許巖石個(gè)別別突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入襯砌，侵入入值應(yīng)小于襯砌厚厚度的1/3，并小于10cm。對(duì)噴錨襯砌應(yīng)不不大于5cm。六、斷面檢測(cè)實(shí)際施工中，周邊邊孔開口位置e有三種情況，其出出現(xiàn)機(jī)率和差值大大小則主要決定于于鉆孔水平。第1種情況（a）不影響超欠挖；；在（b）的情況時(shí)，將使使超挖增加一個(gè)e值，而第3種情況，將使超挖挖減小一個(gè)e值，但出現(xiàn)欠挖。。因而，鉆孔時(shí)先先定位，后鉆進(jìn)，，并在掌子面上完完整醒目地標(biāo)出周周邊孔位線，把e控制在較小范圍內(nèi)內(nèi)（約在3cm）是可能的。六、斷面檢測(cè)六、斷面檢測(cè)對(duì)隧道在各施工階階段的凈空尺寸（（橫斷面凈空及超欠挖情況）采用激光斷面儀（如國產(chǎn)BJSD-2型隧道限界檢測(cè)儀儀）或全站儀進(jìn)行行檢測(cè)。通過激光光斷面儀對(duì)隧道各各施工階段凈空尺尺寸的檢測(cè)、數(shù)據(jù)據(jù)處理，可以評(píng)價(jià)隧道開挖質(zhì)量、取代收斂量測(cè)以及對(duì)地質(zhì)雷達(dá)檢檢測(cè)混凝土厚度時(shí)時(shí)進(jìn)行波速標(biāo)定和厚度修正等。BJSD-2型隧道限界檢測(cè)儀隧隧道道斷面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照照片六、斷面檢測(cè)1）開挖質(zhì)量在隧道開挖后，將將激光斷面儀架設(shè)設(shè)在檢測(cè)橫斷面上對(duì)開挖輪廓進(jìn)行行檢測(cè)，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得得出隧道開挖輪廓斷面，與設(shè)計(jì)的開挖線相比較，可評(píng)價(jià)隧道開挖的超欠挖情況，對(duì)隧道的開挖質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，詳見圖圖3、4所示。圖3檢測(cè)凈空與設(shè)計(jì)輪輪廓比較圖圖4檢測(cè)斷面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)六、斷面檢測(cè)BJSD-2型隧道限界檢測(cè)儀儀專用軟件界面隧隧道凈凈空檢測(cè)結(jié)果六、斷面檢測(cè)在隧道開挖后，用激光斷面儀對(duì)對(duì)開挖斷面進(jìn)行測(cè)量，待混凝土完成后在相同斷面作凈空斷面進(jìn)行測(cè)量，利用兩兩次測(cè)量結(jié)果的差值，可得出該斷面混混凝土厚度的準(zhǔn)確值（見圖5），結(jié)合地質(zhì)雷達(dá)達(dá)圖像分析得到的的脈沖波雙程走時(shí)，再根據(jù)式（3）求出混凝土內(nèi)傳傳播的雷達(dá)波速（見圖6）。圖5混凝土厚度圖6拱頂測(cè)線處厚度及及雷達(dá)圖像六、斷面檢測(cè)從圖6可知，d=0.236m，雷達(dá)波雙程走時(shí)為4ns，由式(3)求出波速為0.118m/ns，將不同測(cè)線在此此斷面的波速分別別求出，再對(duì)其進(jìn)進(jìn)行綜合分析，得得到混凝土的雷達(dá)波速。除此之外，還可將將檢測(cè)斷面的混凝凝土厚度作為準(zhǔn)確值，對(duì)整個(gè)隧道混凝土厚厚度的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。五、監(jiān)測(cè)、檢測(cè)項(xiàng)項(xiàng)目2、凈空斷面檢測(cè)采用激光斷面儀對(duì)對(duì)隧道開挖斷面、襯支后斷面、二襯砌斷面進(jìn)行檢測(cè)，不僅可可以檢測(cè)出隧道開開挖的超欠挖情況，還可以得出出襯期支護(hù)及二次次襯砌厚度，隧道凈空情況等。初支/二襯后斷面檢測(cè)示示意圖初支/二襯前斷面檢測(cè)示示意圖四、檢測(cè)結(jié)果左線K0+071.4檢測(cè)斷面凈空(風(fēng)機(jī))右線K0+073檢測(cè)斷面凈空(風(fēng)機(jī))2、凈空斷面檢測(cè)四、檢測(cè)結(jié)果左線K0+071.4檢測(cè)斷面限界(風(fēng)機(jī))右線K0+073檢測(cè)斷面限界(風(fēng)機(jī))2、凈空斷面檢測(cè)四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片四、檢測(cè)結(jié)果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片southwestjIaotongwnIversIty七、襯砌裂縫及滲滲漏水西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity七、襯砌裂縫及滲滲漏水在隧道全長(zhǎng)內(nèi)對(duì)襯襯砌的變形和破損損、裂縫及滲漏水水位置沿隧道洞身身里程采用人工目目測(cè)分格素描的方方法進(jìn)行檢查。對(duì)隧道襯砌裂縫采采用游標(biāo)卡尺、超超聲波檢測(cè)儀對(duì)其其寬度及深度進(jìn)行行檢測(cè)。隧道滲漏水狀況采采用紅外探水法進(jìn)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)在在隧道滲漏水位置置取水樣進(jìn)行化驗(yàn)驗(yàn)（成分分析），，檢測(cè)滲漏水對(duì)混混凝土是否存在的的侵蝕作用。提交隧道病害分格格檢測(cè)展示圖（見見圖3），裂縫寬度、深深度檢測(cè)結(jié)果報(bào)告告。隧道病害分格檢測(cè)測(cè)展示圖七、襯砌裂縫及滲滲漏水同時(shí)，采用數(shù)字式式近景攝影機(jī)拍攝攝隧道內(nèi)襯砌的破破損、裂縫及滲漏漏水位置等情況。。數(shù)字式近景攝影影機(jī)由數(shù)碼相機(jī)和和J2型經(jīng)緯儀及專用支支架組成。數(shù)碼相相機(jī)為CanonG2，其最大分辨率為為2272×1704即387萬像素。數(shù)碼相機(jī)機(jī)通過專用支架連連接到經(jīng)緯儀。數(shù)數(shù)字式近景攝影機(jī)機(jī)拍攝方式如下所所示?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)碼攝像示意意圖七、襯砌裂縫及滲滲漏水使相機(jī)從不同角度度拍攝獲得隧道襯襯砌數(shù)字圖像，以以圖像處理方式對(duì)對(duì)襯砌數(shù)字圖像進(jìn)進(jìn)行較正和拼接，，形成隧道襯砌展展開圖（如圖所示示）。將展開圖與與采用人工目測(cè)方方式得到的隧道病病害分格檢測(cè)展示示圖進(jìn)行比較，可