亮馬臺隧道檢測報告

1、亮馬臺隧道襯砌混凝土質量檢測檢測報告1、前言亮馬臺隧道管理站于2014年5月3日2014年5月5日采用地質雷達法、超聲回 彈綜合法等方法對亮馬臺隧道二次襯砌進行了檢測。目的為檢測隧道二次襯砌混凝土厚度是否滿足設計要求、襯砌背后是否存在空洞及不密實現(xiàn)象；二次襯砌混凝土強度是否滿足設計要求。通過目測、攝影及測量等手段調查隧道襯砌裂紋的長度、寬度以及深度。2、工程概況亮馬臺隧道現(xiàn)管理單位為山西大同高速公路管理有限責任公司，隧道的隧址區(qū)屬內蒙古大青山山脈南部前緣，位于得大高速公路中間部位。為分離式隧道，總投資億元，隧道單洞總長4370米，其中左洞入口樁號為 K449+53Z出口樁號為K447+304,

2、長度為: 2222米，右洞入口樁號為 447+280,出口樁號為 K449+428長度為：2148米。隧道凈寬 米；凈高米；車道數(shù)為雙向四車道；結構形式為端墻式圓頂三心圓拱鋼筋混凝土，洞面護墻為曲墻式復合襯砌；設計時速為 100公里 / 小時；兩側檢修道寬度為 1 米；緊急停車帶寬度為3 米；長度30 米。亮馬臺隧道分為監(jiān)控、供配電、通風、照明、消防五大機電系統(tǒng)。隧道內設有4 個人行橫洞， 3 個車行橫洞，在發(fā)生緊急情況時作為疏通應急通道。隧道實施24 小時監(jiān)控，擔負監(jiān)控任務的是距離隧道公里位于古店服務區(qū)的隧道管理站，通過監(jiān)控，預防和減少各種事故和突發(fā)事件的發(fā)生。3、檢測依據(jù)本次檢測依據(jù)為：（

3、 1） 公路工程質量檢驗評定標準（JTGF80/1-2004） ；（ 2） 混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范（ GB50204 2002） ；（ 3） 公路隧道設計規(guī)范（ JTG D70 2004） ；（ 4） 公路隧道施工技術規(guī)范（ JTJ 042 94） ；（ 5） 超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規(guī)程（ CECS 02-2005） ；（ 6） 超聲法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程（CECS 21:2000） ；（ 7） 道設計圖紙。4、檢測設備1 、采用由美國GSSI公司生產(chǎn)的TerraSIRch SIR3000地質雷達。2、采用由美國GSSI公司生產(chǎn)的400MhzM質雷達天線。雷達檢測參數(shù)設置如

4、下： 采樣數(shù)：設置為512,采樣數(shù)設置較高。 時窗：本次檢測中，時窗長度為 50ns。 掃描速率：根據(jù)探測要求，掃描速率選用50道/m。 帶通濾波：帶通濾波選用 100MHz1000MHz觸發(fā)方式：連續(xù)觸發(fā)，連續(xù)采集數(shù)據(jù)。圖4-1本次檢測所使用的雷達根據(jù)檢測內容，隧道襯砌質量檢測使用的儀器設備見表。表檢測投入的主要儀器、設備表序號儀器設備名稱設備管理號規(guī)格及性能1地質雷達SIR3000/GPR 400MHz 天線2讀數(shù)顯微鏡精度：3直尺60cm4鋼卷尺5m5皮尺30m6聲波儀Tico7回彈儀Zac-308相機9非金屬超聲波檢測分析 儀NM-4B10鉆芯機5、檢測的目的及測線布置采用地質雷達線測

5、法，檢測混凝土襯砌厚度；襯砌混凝土及背后密實情況；共檢測 三條測線，分別為拱頂、左拱腰及右拱腰6、檢測原理地質雷達是一種寬頻帶高頻電磁波信號探測介質分布的非破壞性的探測儀器。它通 過天線連續(xù)拖動的方式獲得斷面的掃描圖像。雷達利用向地下發(fā)射高頻電磁波，電磁波 信號在物體內部傳播時遇到不同介質的界面時，就會反射、透射和折射。介質的介電常 數(shù)差異越大，反射的電磁波能量也越大；反射的電磁波被與發(fā)射天線同步移動的接收大 線接收后，通過雷達主機精確記錄反射回的電磁波的運動特征，再通過數(shù)據(jù)的技術處理,形成斷面的掃描圖，通過對圖像的判讀，判斷出隧道襯砌內的實際情況。雷達天線向混凝土內部發(fā)射電磁波， 由于混凝土

6、、鋼筋、孔洞或混凝土密實度不同, 則它們的介電常數(shù)不同，使電磁波在不同介質的界面處發(fā)生反射，并由混凝土表面的接 收天線接收，根據(jù)電磁波發(fā)射與反射波返回的時間差和混凝土中電磁波的傳播速度來確 定反射體距表面的距離，達到檢出混凝土內部的鋼筋、缺陷位置、深度等。根據(jù)上述原理，可用雷達儀探測混凝土中鋼筋位置、保護層厚度以及空洞、疏松等 缺陷的位置、深度和范圍。雷達的工作原理及其探測方法見圖6-1。探地雷達主要利用寬頻 帶圖頻時域電磁脈沖波的 反射探測目標體。由公式t - ,4 - + 工'/ u雷達根據(jù)測得的雷達 波走時，自動求出反射物的 深度z和范圍。圖6-1雷達的工作原理及其探測方法7、現(xiàn)

7、場檢測過程現(xiàn)場檢測工作于2013年5月3日進行，檢測人員使用地質雷達探測儀，按照建設 方的要求及規(guī)程規(guī)定，盡可能在每個隧道內分別在左拱腰（測線 1）、拱頂（測線2）、 右拱腰（測線3） 3個位置縱向布置雷達測線進行檢測（測線布置如圖 3所示）。在現(xiàn)場的實際檢測中，由于部分隧道施工現(xiàn)場的場地限制，并出于設備、人員的安全考慮，有些不具備檢測條件的部位未進行數(shù)據(jù)采集。在檢測過程中，由于隧道路燈，電纜，電力盒、的影響，造成測線位置一定的差異圖7-2雷達檢測現(xiàn)場實力示意圖8、結果分析隧道襯砌混凝土及背后密實情況地質雷達資料反映的是地下介質的電性分布， 將其轉化為地質體分布，必須把地質、 施工、地質雷達等

8、方面的資料有機結合起來，以此獲得檢測對象的整體圖像。隧道襯砌 中存有不密實和空洞的判析：處于圍巖或混凝土中空洞中的空氣與模筑混凝土、噴射混 凝土、圍巖有明顯的介電常數(shù)差異，因此在時間剖面圖上，同相的雷達波錯斷并向上彎 曲，并在空洞和混凝土、圍巖之間有明顯的界線。分析時，若有鋼筋或格柵鋼架，應考 慮其影響。地質雷達檢測數(shù)據(jù)處理及資料解釋流程見圖 8-1-1。在原始數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，得到時 深剖面圖(圖8-1-2),然后進行分析得到檢測結果。圖8-1-1數(shù)據(jù)處理及資料解釋流程圖里程(m)圖8-1-2地質雷達時間一深度剖面圖（典型波形圖）1145311J4502IL4583 L14584IH585 眥

9、 114537 力巧臟 114589H4590-IIaiIIiiIiaasEiIiI1IIIaaaIIIIash0 1-2 3 4fl- bl- fl fl- fl 1 farL>度深面剖數(shù)據(jù)解釋襯砌背后回填密實度的主要判別特征：密實：信號幅值較弱，甚至沒有界面反射信圖8-2-1襯砌與圍巖雷達反射剖面示意圖空洞：襯砌界面反射信號強，三振相明顯，在其下部仍有強反射界面信號，兩組信 號時程差較大圖8-2-2空洞雷達反射剖面示意圖隧道襯砌裂紋描述隧道襯砌裂紋描述，是通過目測、攝影及測量等手段調查隧道襯砌裂紋的長度、寬 度以及裂紋走向。隧道襯砌裂縫深度檢測隧道襯砌裂縫深度檢測采用采用非金屬超聲波

10、檢測法和鉆芯取樣法進行檢測。非金屬超聲波檢測法檢測原理利用脈沖波在技術條件相同（指混凝土的原材料、配合比、齡期和測試距離一致）的混凝土中傳播的時間、接收波的振幅、頻率和波形等聲學參數(shù)的相對變化, 來判定混凝土的缺陷，如裂縫的深度等。檢測方法裂縫檢測包括裂縫長度、寬度和深度的檢測。具體測試方法為：采用標定合格 的量尺量測裂縫長度，采用裂縫寬度觀測儀觀測裂縫寬度，采用非金屬超聲波檢測 分析儀用單面平測法方法檢測裂縫深度。/22平測法示意圖圖8-4-1單面平測法示意圖鉆芯取樣檢測通過鉆芯機對隧道拱腰處鉆芯取樣。隧道襯砌混凝土強度檢測隧道襯砌混凝土強度檢測采用超聲回彈綜合法進行無損檢測。檢測原理超聲回

11、彈綜合法檢測混凝土強度是建立在回彈值和超聲波傳播速度與混凝土的抗壓 強度之間相互聯(lián)系的基礎之上，即用回彈值和聲波的傳播速度綜合反映混凝土的抗壓強 度?，F(xiàn)場檢測時采用混凝土超聲波檢測儀和回彈儀，在結構混凝土同一測區(qū)分別測量聲 時值V及回彈值R,然后按超聲回彈綜合測強曲線，求得強度換算值喧，再根據(jù)有關規(guī)范，得到混凝土強度推定值。超聲回彈綜合法充分考慮了：水泥品種及水泥用量，細骨料品種及砂率，粗 骨料品種、石子用量及粒徑，外加劑，測試面等影響因素，并根據(jù)主要影響因素對 測強曲線進行聲速和回彈值校正。與單一法相比，精確度高，適用范圍廣，是現(xiàn)場進行 混凝土強度檢測的一個方便、可靠的無損檢測方法。檢測方法

12、在本次檢測中，由于現(xiàn)場條件限制，在隧道隨機布置5個混凝土強度無損檢測測區(qū)， 采用單面平測的方法，在每個測區(qū)內測取16個回彈值和3個聲速值。各測區(qū)平面尺寸設 置如圖8-5-1所示，各測區(qū)的混凝土強度按超聲回彈綜合法規(guī)程檢測及分析。檢測儀器為回彈儀和非金屬超聲波檢測儀。40cm140cm圖8-5-1襯砌混凝土強度檢測測區(qū)布置示意圖9、地質雷達檢測結果隧道襯砌厚道及鋼筋描述本次隧道襯砌厚度、襯砌背后空洞及密實度檢測共完成 1150延米，經(jīng)過對地質雷達 現(xiàn)場檢測圖譜分析表明：(1)亮馬臺隧道所測測線范圍內局部里程段襯砌厚度不滿足設計要求，具體里程及部位見表，隧道厚度曲線圖見附圖1附圖6。(2)隧道所測

13、測線范圍內局部里程段襯砌背后存在空洞及不密實現(xiàn)象，具體里程及部位見表，空洞及不密實現(xiàn)象展示圖見圖 9-1-1 ,圖9-1-2、圖9-1-3 ;地質雷達原始圖 譜見圖9-1-4 ,圖9-1-5。(3)隧道所測測線范圍內鋼筋設置滿足設計要求，具體情況見表，地質雷達原始圖 譜見圖9-1-6 ,圖9-1-7。表亮馬臺隧道襯砌厚度缺陷統(tǒng)計表左拱腰襯砌缺陷缺陷里程缺陷部位缺陷長度(m)缺陷類型實測平均厚度(cm)設計厚度(cm測線位置RK448+215RK448+220左拱腰5二襯厚度不足243840左拱腰RK448+510RK448+523左拱腰13二襯厚度不足263335左拱腰RK448+785RK4

14、48+810左拱腰25二襯厚度不足394650左拱腰RK448+913RK448+917左拱腰4二襯厚度不足243235左拱腰右拱腰襯砌缺陷缺陷里程缺陷部位缺陷長度(m)缺陷類型實測平均厚度(cm)設計厚度(cm測線位置RK448+218RK448+222右拱腰4二襯厚度不足26 3640右拱腰RK448+377RK448+387右拱腰10二襯厚度不足24 3235右拱腰RK448+540RK448+560右拱腰20二襯厚度不足25 3135右拱腰RK448+800RK448+810右拱腰10二襯厚度不足37 4750右拱腰RK448+903RK448+905右拱腰2二襯厚度不足26 3335

15、右拱腰表亮馬臺隧道襯砌背后缺陷統(tǒng)計表隧道左拱腰及拱頂襯砌背后缺陷缺陷里程缺陷部位缺陷長度(m)缺陷類型缺陷深 度(cm)空洞范圍(m2)缺陷展 示圖RK448+523RK448+527左拱腰4脫空3240圖 9-1-1RK448+336RK448+341左拱腰5/、密實4250圖 9-1-2RK448+772RK448+774拱頂2/、密實3641圖 9-1-3KK1 Hl I IH-341 題中颯圖9-1-2 RK448+336RK448+34左拱腰處襯砌空洞展示圖-=!）七圖9-1-4 RK448+RK448+右拱腰處襯砌空洞圖9-1-3 RK448+772RK448+774拱頂處襯砌空洞

16、展示圖RK 14>?+670RK I4H+665RK 1 IX十660空邛呻if44叩隧道上行右拱腰襯砌背后缺陷缺陷里程缺陷部位缺陷長度(m)缺陷類型空洞范圍(m2)雷達圖RK448+15A RK448+157右拱腰1襯砌空洞圖 9-1-5RK4481 RK448+右拱腰1襯砌空洞圖 9-1-41m ItRK44X+15C圖9-1-5 RK448+156RK448+157&拱腰處襯砌空洞表9-1-3亮馬臺隧道襯砌鋼筋統(tǒng)計表隧道線別里程長度設置鋼筋網(wǎng)設計雷達探測平均鋼筋間距 (»)亮馬 臺 隧道右線 右拱腰處RK447+90卜 RK447+98585有有鋼筋信號35RK4

17、47+98Q RK448+100115無無鋼筋隹號RK448+100- RK448+300200無無鋼筋隹號RK448+300- RK448+500200無無鋼筋隹號RK448+500- RK448+700200無無鋼筋隹號RK448+700- RK448+900200無無鋼筋隹號RK448+900- RK449+030130無無鋼筋隹號RK449+030- RK449+06333有有鋼筋信號35框架結構段RK449+06” RK449+310247有鋼筋信號右線 左拱腰處RK447+900RK447+985200有有鋼筋信號35RK447+985RK448+300100無無鋼筋隹號RK448

18、+300RK448+400100無無鋼筋隹號rK448+400RK448+500100無無鋼筋隹號RK448+500RK448+600100無無鋼筋隹號RK448+600RK448+700100無無鋼筋隹號rK448+700RK448+800100無無鋼筋隹號RK448+800RK448+900100無無鋼筋隹號RK448+900RK449+030100無無鋼筋隹號RK449+030RK449+063100有有鋼筋信號351升，44 7斗 925咪44n920RK M；卜91 6圖9-1-6 RK447+915RK447+92殷雷達探測襯砌鋼筋反射灰階圖RK4 19 葉035 RK1 19+0

19、30rki 0025圖9-1-7 RK449+030RK449+06殷雷達探測襯砌鋼筋反射灰階圖隧道襯砌裂紋描述采用目測、攝影及量測等手段對隧道襯砌裂紋的長度、寬度以及裂紋走向以及滲漏 水等其他病害情況進行了調查，本次檢測不僅對防火涂料開裂處進行正常檢測，并且對 防火涂料未脫落部位進行隨機抽取采用人工鑿除防火涂料進行檢測，具體情況見表 9-2-1、9-2-2 ,圖 9-2-1 圖 9-2-5 。表9-2-1亮馬臺隧道襯砌結構狀況統(tǒng)計表裂縫 編P裂縫位置裂縫描述備注部位里程其它病害走向長度（m）寬度（mrm1拱頂LK448+882滲水泛堿/2右拱腰LK448+690施工縫滲水/3明洞頂LK449

20、+105伸縮縫滲水/4明洞頂LK449+090滲水/5左拱腰LK449+050滲水/表9-2-2亮馬臺隧道襯砌結構狀況統(tǒng)計表（人工鑿除防火涂料部位）序號鑿除部位里程鑿除面積（m2）裂縫走向寬度（mm長度（m）備注1右拱腰LK449+045X/2右拱腰LK448+920X/3右拱腰LK448+982X縱向裂縫深度測試4左拱腰LK448+875X/5右拱腰LK448+860X/6右拱腰LK448+700X橫向裂縫鉆芯7右拱腰LK448+685X/8右拱腰LK448+680X縱向裂縫9右拱腰LK448+680X/10右拱腰LK448+520X/11右拱腰LK448+485X斜向12右拱腰LK448+

21、475X斜向鉆芯13右拱腰LK448+420X/14左拱腰LK448+180X/15左拱腰LK448+135X網(wǎng)狀16左拱腰LK448+050X斜向深度測試17右拱腰LK448+020X縱向18左拱腰LK448+000X縱向深度測試19左拱腰LK447+972X橫向20左拱腰LK447+945X/根據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)場一些情況，該隧道裂紋成因可能跟以下要素有關:1）二襯澆筑完后，有些區(qū)段圍巖附加應力仍在持續(xù)上升，達到一定程度，會對現(xiàn)有 二襯產(chǎn)生局部應力集中而造成的裂紋。2) 二次襯砌澆筑以后，存在部分區(qū)域局部地方水化熱高，局部會產(chǎn)生裂紋。不同的裂紋有不同的表現(xiàn)特征，具體因素要根據(jù)現(xiàn)場，要進行選擇性的針對

22、處理！比如一些深度和寬度都比較大的裂紋、貫穿性的裂紋或是有滲水處的裂紋可能是第一種情況造成的，一些深度和寬度都小的裂紋可能是第二種情況造成的。圖9-2-1 病害展示圖（一）LK44800 ¥圖9-2-2病害展示圖（二）圖9-2-3 病害展示圖（三）在惻隧道截面示意ElmWWirniLTUDnOCJo|O圖9-2-4病害展示圖（四）s?0S+LK443LK448蒙內圖9-2-5病害展示圖（五）隧道襯砌裂縫深度檢測結果非金屬超聲波檢測法本次檢測對里程LK448+982 LK448+050以及LK448+000三處斷面的裂縫采用單面平測法進行深度測試，測試時將換能器 T和R置于混凝土同側，

23、分別按10cm、20 cm、30cm、40 cm的間距設置，做跨縫和不跨縫測量，通過觀測兩者的聲時變化， 計算出裂縫深度。斷面設置如圖 9-3-1。測試結果表一表。1233裂縫圖9-3-1平測法測試斷面布置圖表LK448+982斷面裂縫深度測試記錄表測試斷面換能器間距(mm)不跨縫聲時(科s)跨縫聲時(ps)裂縫深hci(mm)裂縫深度平均值 mhc(mm1-11002003004002-21002003004003-3100200300400表LK448+050斷面裂縫深度測試記錄表測試斷面換能器間距(mm)不跨縫聲時(科s)跨縫聲時(ps)裂縫深hci(mm)裂縫深度平均值 mhc (mm

24、1-11002003004002-21002003004003-3100200300400表LK448+000斷面裂縫深度測試記錄表測試斷面換能器間距不跨縫聲時跨縫聲時裂縫深hci裂縫深度平均值(mm)(科s)(s)(mm)mhc (mrm1-1100362003004002-21002003004003-3100200300400根據(jù)平測法裂縫深度確定方法的規(guī)定，跨縫測量中若發(fā)現(xiàn)首波反向，則可將各測點 裂縫深度的平均值，作為該測試斷面的裂縫深度值。若未發(fā)現(xiàn)首波反向，則將換能器各 測距Li與各測點裂縫平均值 mhc進行比較，凡測距Li小于mhc和大于3mhc,應剔除 該組數(shù)據(jù)，然后取余下 hc

25、i的平均值，作為該裂縫的深度值。按此規(guī)定，確定各測試斷 面的裂縫深度如下表所示。LK448+982右拱腰LK448+050左拱腰LK448+000左拱腰測試斷面裂縫深度（mm）裂縫深度（mm）裂縫深度（mm）1-12-23-3鉆芯取樣法本次運用鉆芯取樣法進行裂縫深度測試，共測試 2組數(shù)據(jù)，如下表所示序 號部 位襯砌設方t厚度（cm）裂縫深度（cm）備注1LK448+700右拱腰4022LK448+475右拱腰354隧道襯砌混凝土強度檢測結果亮馬臺隧道襯砌混凝土強度檢測采用超聲回彈綜合法共檢測了5個斷面。具體結果見表。表 亮馬臺隧道襯砌混凝土超聲回彈強度換算值斷面里程回彈值Ra(MPa)聲 速Va (km/s)強度換算值fcU,i (MPa)設計強度等級LK449+048C25LK448+982C25LK448+920C25LK448+020C25LK447+990C2510、亮馬臺隧道工作照及病害照圖10-10LK448+485右拱腰斜向裂紋圖10-11 LK44