隧道檢測方案

1、隧道質(zhì)量檢測方案1.1 目的根據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn) JTG F80/1-2004 對施工質(zhì)量的相關(guān)要求及公路工程竣 (交)工驗收辦法實施細(xì)則 2010 年 03 月 05 日的相關(guān)規(guī)定，通過對隧道施工過程中的質(zhì)量檢測，達(dá)到以下目的：（1） 保證隧道初期支護(hù)和二次襯砌的施工質(zhì)量；（2） 加強對施工質(zhì)量的過程控制；（3） 把施工過程中存在的質(zhì)量缺陷，經(jīng)過相應(yīng)的工程處治后消除隱患，從而保證施工及運營期間的安全；（ 4） 滿足叫竣工驗收的要求。1.2 檢測依據(jù)（1） 公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(JTG F80/1-2004)；（2） 公路工程竣 (交)工驗收辦法實施細(xì)則 2010 年 03 月 0

2、5 日；（3） 混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程（JGJ/T152-2008）；（4） 國家及交通部頒其他相關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等。2 檢測內(nèi)容及頻率根據(jù)公路工程竣（交）工驗收辦法（交通部令 2004 年第 3 號）、關(guān)于印發(fā)公路工程竣（交）工驗收辦法實施細(xì)則的通知（交公路發(fā)【 2010】65 號）及公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTGF80/1-2004）等規(guī)定的內(nèi)容對隧道工程進(jìn)行實體檢測，內(nèi)容及頻率如表 3-1-1 所示。單位檢測內(nèi)容檢測頻率工程隧道二次襯砌強度每座中隧道測不少于10 個測區(qū)。工程初期支護(hù)襯砌用高頻地質(zhì)雷達(dá)連續(xù)檢測拱頂、拱腰、邊墻、仰拱共7 條厚度及缺陷測線二次襯砌厚度用高頻地質(zhì)雷達(dá)連續(xù)檢

3、測拱頂、拱腰、邊墻共5 條測線及缺陷鋼架數(shù)量同初期支護(hù)檢測同步超欠挖按 JTGF80/1-2004 規(guī)定的頻率3 質(zhì)量檢測工作的方法、原理及措施4.1 超挖及欠挖開挖是控制隧道施工工期和造價的關(guān)鍵工序。超挖過多，不僅會因出渣量和襯砌量增多而提高工程造價，而且會因局部超挖而產(chǎn)生應(yīng)力集中問題，影響圍巖穩(wěn)定性；而欠挖則直接影響到襯砌厚度，對工程質(zhì)量和安全產(chǎn)生隱患，處理起來費時、費力、費物。因此必須保證開挖質(zhì)量，為圍巖的穩(wěn)定和安全支護(hù)創(chuàng)造良好條件。4.1.1 原理斷面儀法精度高、速度快、效率高，應(yīng)首先選用。其原理如下：激光斷面儀法的測量原理為極坐標(biāo)法。如圖 3.3.1 所示，以某物理方向（如水平方向）

4、為起算方向，按一定間距（角度或距離）依次測定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實際開挖輪廓線交點之間的矢徑（距離）及該矢徑與水平方向的夾角，將這些矢徑端點依次相連即可獲得實際開挖的輪廓線。通過洞內(nèi)的施工控制導(dǎo)線可以獲得斷面儀的定點定向數(shù)據(jù)，在計算軟件的幫助下，自動完成實際開挖輪廓線與設(shè)計開挖輪廓線的空間三維匹配，最后形成如圖3.3.2 所示的輸出圖形，并可輸出各測點與相應(yīng)設(shè)計開挖輪廓線之間的超欠挖值（距離、面積）。圖 3.3.1 斷面儀測量原理圖 3.3.2 斷面儀圖形成果4.1.2 基本要求及頻率根據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(JTGF80/1-2004)，隧道開挖斷面尺寸要符合設(shè)計要求；嚴(yán)格控制欠挖。拱腳、墻腳

5、以上1m 范圍內(nèi)嚴(yán)禁欠挖。當(dāng)石質(zhì)堅硬完整且?guī)r石抗壓強度大于 30MPa，并確認(rèn)不影響襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強度時，允許巖石個別凸出部分（每 1m2 內(nèi)不大于 0.1m2）侵入斷面，但其隆起量不得大于50mm；應(yīng)盡量減少超挖。不同圍巖地質(zhì)條件下的允許超挖值規(guī)定如表3-3-1 所示；隧道開挖輪廓線應(yīng)按設(shè)計要求預(yù)留變形量，預(yù)留變形量大小宜根據(jù)監(jiān)控量測信息進(jìn)行調(diào)整。表 3-3-1 隧道允許超挖值（單位： mm ）項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率破碎巖，土 (V 、類圍巖 )平均 100，最大 1501拱部超挖中硬巖、軟巖平均 150，最大 250水準(zhǔn)儀或斷面儀：(mm)(、類圍巖 )每 20m 一個

6、斷面硬巖 (I 類圍巖 )平均 100，最大 200邊墻寬度每側(cè)+100，一 0尺量：每 20m 檢2(mm)全寬+200，一 0查一處3邊墻、仰拱、隧底超挖 (mm)平均 100水準(zhǔn)儀：每 20m檢查 3處備注：、超欠挖的測量以爆破設(shè)計開挖線為準(zhǔn)；、硬巖是指巖石抗壓極限強度 Rb 60MPa，中硬巖 Rb=3060MPa，軟巖Rb30MPa。、平均線性超挖值 =超挖面積 /爆破設(shè)計開挖斷面周長（不包括隧底）、最大線性超挖值是指最大超挖處至設(shè)計開挖輪廓切線的垂直距離。、表列數(shù)值不包括測量貫通誤差、施工誤差。、炮孔深度大于 3m 時，允許超挖值可根據(jù)實際情況另行確定。（3）測量方法激光斷面儀需全

7、站儀配合，其使用步驟如下:、用全站儀通過洞內(nèi)的施工控制導(dǎo)線獲得斷面儀的定點定向數(shù)據(jù)。、將斷面儀架設(shè)在中心軸線上，對中整平后定向。、設(shè)置測量參數(shù)、測定斷面數(shù)據(jù)、通過專用軟件分析所測斷面超欠挖情況。4.2 雷達(dá)對襯砌質(zhì)量的檢測地質(zhì)雷達(dá)作為一種新型的物探方法，是采用高頻電磁波（中心頻率可從幾十兆赫至千兆赫）以寬頻帶短脈沖（脈沖寬度小至 1 2ns）和高速采樣技術(shù)（采樣間隔可達(dá)小于 1ns）?？捎糜跈z測：隧道初期支護(hù)厚度、鋼支撐間距、初期支護(hù)背后空隙及回填狀況、隧道二次襯砌厚度及安全狀況描述、二次襯砌背后空隙及回填狀況、襯砌背后及圍巖的裂隙水分布。4.2.1 原理在工程質(zhì)量檢測中，由發(fā)射天線向受檢測體

8、內(nèi)發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)高頻電磁波達(dá)到受檢測體內(nèi)兩種不同介質(zhì)的分界面（如：襯砌界面、空洞、不密實帶等）時，由于兩種介質(zhì)的介電常數(shù)不同而使電磁波發(fā)生反射、折射和透射，入射波、反射波和折射波的傳播遵循反射定律和折射定律，反射波返回受檢測體的表面由接收天線所接收，形成雷達(dá)圖像信息。雷達(dá)圖像包含的地質(zhì)信息豐富，根據(jù)雷達(dá)圖像特征對異常（如：襯砌界面、空洞、裂縫、不密實帶、鋼筋與格柵鋼架等）進(jìn)行定性判識，再根據(jù)公式（ 1）可對異常作定量解釋。h=0.5vt(1)式中： v 為電磁波在介質(zhì)中的傳播速度， t 為電磁波從受檢測體表面?zhèn)鞑ブ廉惓：蠓瓷浠乇砻娴碾p程時間， h 為異常深度。如圖 3.3.3 所示。探地雷

9、達(dá)主要利用寬帶高頻時域電磁脈沖波的反射探測目的體。由公式雷達(dá)根據(jù)測得的雷達(dá)波走時，自動求出反射物的深度z 和范圍。圖 3.3.3 地質(zhì)雷達(dá)工作原理由于地質(zhì)雷達(dá)方法在其探測深度范圍內(nèi)具有工作效率高、高分辨率和異常圖像直觀等優(yōu)點，因此，該方法廣泛應(yīng)用于工程質(zhì)量檢測領(lǐng)域。對地質(zhì)雷達(dá)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。其處理流程為：數(shù)據(jù)傳輸文件編輯 水平均衡數(shù)字濾波 零點歸位 偏移處理 能量均衡 時深轉(zhuǎn)換 文件注釋 輸出雷達(dá)時間（或深度）剖面圖。將雷達(dá)時間（或深度）剖面圖作為資料解釋的基本圖件。根據(jù)雷達(dá)時間（或深度）剖面圖上的波組、能量強弱分布和雙曲線等特征，解釋噴射混凝土厚度、混凝土襯砌厚度和判識空洞、鋼支撐位置及數(shù)

10、量、拱頂及側(cè)壁后空洞、不密實帶等異常的存在位置和規(guī)模等。4.2.2 測線設(shè)置及天線配置隧道施工病害出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)多數(shù)在隧道上拱部。在通常情況下對結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷檢測重點放在上拱部，對邊墻及仰拱的檢測主要側(cè)重于施工質(zhì)量整體性評估。因此要根據(jù)隧道質(zhì)量控制的重點針對性的布置測線。測線沿隧道上、下行線各布置7 條測線。測線 a、 b、 c、d、e、f 、g（當(dāng)隧道跨幅較大時，增加 h、 i 測線）以隧道拱頂為中心，測線間距約為2m，可以保證 2m2 以上的缺陷不被漏檢，初期支護(hù)采用500 800MHz 屏蔽天線進(jìn)行檢測， 800MHz 天線控制測深1 2m，以檢測隧道襯砌結(jié)構(gòu)可能存在的缺陷隱患及規(guī)

11、模狀況；500MHz 天線控制測深2 6m，對圍巖條件較差區(qū)段的地質(zhì)病害隱患進(jìn)行探測，特別是對于連拱隧道中墻上方回填部分的檢測剖面，要適當(dāng)調(diào)整檢測參數(shù)，以達(dá)到監(jiān)控回填密實狀況的要求；在檢測中，將隨時根據(jù)實際情況適當(dāng)增加測線密度以控制異常位置，確保檢測精度和準(zhǔn)確性；同時為控制隧道仰拱初期支護(hù)施工質(zhì)量，根據(jù)需要布置 23 條測線。初期支護(hù)雷達(dá)檢測測線布置如圖 3.3.4 所示。測線位置圖 3.3.4 初期支護(hù)雷達(dá)測線布置示意圖二次襯砌混凝土厚度一般 30-60cm，檢測時應(yīng)采用低頻天線以保證測量深度。檢測時采用 500Mhz 屏蔽天線，測線沿隧道上、下行線各布置 511 條。測線A 、B、C、D、

12、 E、 F、 G（當(dāng)隧道跨幅度較大時增加H、 I）以隧道拱頂為中心，測線間距 2m，L 、R 測線位移側(cè)邊墻中部。在檢測中，根據(jù)檢測情況適當(dāng)增加測線密度控制異常位置，以確保檢測精度和準(zhǔn)確性。測線布置如圖 3.3.5 所示。4.2.3 波速標(biāo)定及檢測流程檢測前，應(yīng)在每座隧道初支、二襯已知厚度的部位（一般在洞口地段）或與隧道襯砌材料相同的其它預(yù)制件上進(jìn)行測定。然后根據(jù)雷達(dá)圖像分層情況，襯砌與圍巖（空氣）的界面，確定襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波波速，使確定的介電常數(shù)帶入后的處理結(jié)果與現(xiàn)場實際測量的厚度結(jié)果相吻合。一般情況下，施工方的原材料都有固定的供應(yīng)源，施工配合比也相對固定，若施工過程中施工原料、

13、配合比有變動，需重新標(biāo)定有關(guān)參數(shù)，然后再進(jìn)行批量檢測，以確保檢測的準(zhǔn)確性。檢測流程如圖3.3.6所示。DCEBAFGLR測線位置圖 3.3.5 二次襯砌雷達(dá)測線布置示意圖缺陷處理加固處理質(zhì)量檢測 中間結(jié)果否否竣工初雷是否二雷是否驗開期達(dá)次達(dá)收是符合質(zhì)量是挖支檢襯檢符合設(shè)計質(zhì)護(hù)測標(biāo)準(zhǔn)要求竣工砌測量評估初期支 護(hù)專項質(zhì) 量檢測報二次襯砌專項質(zhì)量檢測報告告圖 3.3.6隧道施工雷達(dá)質(zhì)量檢測流程圖4.2.4 檢測頻率按照規(guī)定的測線，檢測隧道每延米內(nèi)的噴射混凝土厚度、混凝土襯砌厚度、鋼支撐位置及數(shù)量、拱頂及側(cè)壁后空洞。根據(jù)施工進(jìn)度初期支護(hù)在二次襯砌澆筑前完成所有檢測內(nèi)容。4.2.5 雷達(dá)數(shù)據(jù)采集保障措施

14、 天線穿透深度大于2、縱向分辨率為20mm 的不同中心頻率的天線組成檢測初支、二襯前需進(jìn)行混凝土介電常數(shù)或電磁波速進(jìn)行標(biāo)定，當(dāng)混凝土情況不同時，需進(jìn)行重新標(biāo)定。測量時窗和采樣頻率應(yīng)根據(jù)襯砌材料的相對介電常數(shù)、電磁波速度和檢測深度要求確定。 數(shù)據(jù)采集應(yīng)連續(xù)，不能連續(xù)的地段可采用點測。 采用距離觸發(fā)方式采集信號時，采集數(shù)據(jù)時確保測距輪保持同步旋轉(zhuǎn)。 數(shù)據(jù)采集時，確保雷達(dá)天線緊密貼在所檢襯砌的表面。4.3 超聲回彈對二襯強度的檢測4.3.1 原理凝土聲速（ v）一般在 4000-5000km/s 之間變化。混凝土強度（ f）與聲速（ v）之間有較好的相關(guān)性?；炷翉姸仍礁?，其聲速也越快。當(dāng)知道f -v之間的關(guān)系曲線后，測出結(jié)構(gòu)物混凝土的聲速就可以推算結(jié)構(gòu)物混凝土的強度。4.3.2 檢測方法采用 ZC3-A 型中型回彈儀測量檢測區(qū)域的回彈值，聲速值采用NM -4A非金屬超聲檢測分析