隧道工程無損檢測(cè)技術(shù)分類介紹

隧道工程無損檢測(cè)技術(shù)分類介紹隧道分類<按不同性質(zhì)分為不同的種類>1、按地質(zhì)條件：土質(zhì)隧道、巖質(zhì)隧道2、按埋置深度：深埋隧道埋深h≥3D

淺埋隧道0.5D＜埋深h＜3D

超淺埋隧道埋深h＜D3、按長(zhǎng)度分：特長(zhǎng)隧道L＞3000m

長(zhǎng)隧道1000m＜L≤3000m

中隧道500m＜L≤1000m

短隧道L≤500m4、按地理位置：山嶺隧道城市隧道水下隧道2隧道工程的無損檢測(cè)主要項(xiàng)目包括隧道圍巖特性的檢測(cè)，隧道支護(hù)襯砌質(zhì)量檢測(cè)等；檢測(cè)技術(shù)方法有彈性波(地震、聲波)探測(cè)、電法、電磁波法、回彈等。34.1圍巖特性的聲波檢測(cè)隧道圍巖特性的檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用較多的是聲波探測(cè)技術(shù)。工程巖體聲波探測(cè)技術(shù)主要檢測(cè)內(nèi)容有巖體動(dòng)力特性檢測(cè)、圍巖分類指標(biāo)檢測(cè)、隧道圍巖性態(tài)的監(jiān)測(cè)（如圍巖松弛帶檢測(cè)等）、工程措施效果檢測(cè)（如爆破影響帶檢測(cè)）、噴錨支護(hù)和注漿加固效果的檢測(cè)等。44.1.1圍巖松弛帶聲波檢測(cè)隧道在開挖前，巖體應(yīng)力處于平衡狀態(tài)，開挖后出現(xiàn)自由空間，周圍的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)行新的調(diào)整，應(yīng)力重分布，既所謂二次應(yīng)力效應(yīng)；二次應(yīng)力場(chǎng)性態(tài)除了與巖土體性質(zhì)有關(guān)外，主要與隧道開挖的形狀、尺寸以及開挖方式有關(guān)，其應(yīng)力大小與隧道地區(qū)初始應(yīng)力、構(gòu)造背景、埋深及地下水活動(dòng)等條件有關(guān)；異于開挖前的巖體，或受開挖影響范圍內(nèi)的巖體稱“圍巖”；而強(qiáng)度有明顯降低、產(chǎn)生塑性變形范圍的巖帶稱“松弛帶”。5圍巖松弛帶的性態(tài)和范圍的確定，是隧道支護(hù)設(shè)計(jì)和評(píng)判圍巖穩(wěn)定的重要參數(shù)之一。過去鐵道部門以普氏理論的fk

值(普氏系數(shù)、擬摩擦系數(shù))來確定所謂“坍落拱”的高度，大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明與實(shí)際情況有較大出入。無論是從“松動(dòng)壓力”或“變形壓力”觀點(diǎn)出發(fā)，松弛帶之范圍大小都是設(shè)計(jì)隧道和評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性的重要參數(shù)之一。采用聲波探測(cè)技術(shù)，可以在隧道施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定松弛帶的性狀和范圍。6松弛帶的測(cè)定方法：在施工毛洞中選擇代表性斷面，布置若干組測(cè)孔，用單孔法或雙孔法進(jìn)行聲測(cè)。測(cè)出隧道圍巖徑向的縱波速度Vp、橫波速度Vs，動(dòng)模量

等參數(shù)，作為判斷松弛帶范圍的依據(jù)。7圍巖不同分帶，其波傳播特征是：①應(yīng)力升高的裂隙壓密帶，表現(xiàn)為波的相對(duì)高速區(qū)；②應(yīng)力下降的裂隙張裂或松動(dòng)圈，表現(xiàn)為相對(duì)低速區(qū)；③原巖應(yīng)力狀態(tài)為原巖正常的波速區(qū)。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，典型的Vp-L曲線，大致可歸納為四種：

(a)“一”型，無明顯分帶，圍巖較完整；

(b)“ㄟ”型，無松弛帶，有應(yīng)力升高，圍巖較堅(jiān)硬；(c)“廠”型，無應(yīng)力升高帶，有松弛帶；

(d)“凸”型，松弛帶和應(yīng)力升高均有。8圖中：Ⅰ類—松弛帶，Ⅱ類---應(yīng)力升高帶，Ⅲ類---原巖帶

(a)只有Ⅲ類；

(b)有Ⅱ、Ⅲ類；

(c)有Ⅰ、Ⅲ類；

(d)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。9Ⅲ無松弛帶根據(jù)每個(gè)代表性橫斷面的Vp-L曲線，畫出松弛帶的范圍。10根據(jù)日日本池池田和和彥等等研究究，得得出彈彈性波波測(cè)定定松弛弛帶的的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式式：①爆破法法開挖挖：式中：：R---松弛帶帶厚度度(m)；D---開挖斷斷面寬寬度(m)；h--開挖斷斷面高高度；；v、V---圍巖、、巖石石試件件波速速(m/s)。②掘進(jìn)機(jī)機(jī)開挖挖(大約為為爆破破的1/2左右)③對(duì)塑性性變形形及膨膨脹圍圍巖：：11測(cè)試注注意問問題傳感器器耦合合：聲聲波測(cè)測(cè)孔的的耦合合有兩兩種方方法,一種是是干耦耦合,另一種種是水水耦合合干耦合合即利用用一個(gè)個(gè)膠囊囊包在在測(cè)試試探頭頭上,然后往往膠囊囊內(nèi)注注水,通過膠膠囊內(nèi)內(nèi)的水水和膠膠囊橡橡膠和和孔壁壁耦合合,這種方方法的的好處處是現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工工作簡(jiǎn)簡(jiǎn)單,工作效效率比比較高高,但缺點(diǎn)點(diǎn)也很很大,這是由由于孔孔壁沒沒有直直接和和水接接觸,發(fā)射信信號(hào)衰衰減很很大；；水耦合合方法是是在探探頭的的外端端加裝裝一個(gè)個(gè)阻水水橡膠膠氣囊囊,這樣可可以直直接往往鉆孔孔內(nèi)注注水,使探頭頭換能能器直直接通通過水水和孔孔壁耦耦合,減少發(fā)發(fā)射能能量的的衰減減。該該方法法現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)操作作比較較復(fù)雜雜,工作效效率較較低,但能保保證資資料的的可靠靠性。。尤其其適用用頂孔孔、角角孔測(cè)測(cè)試。。12聲波發(fā)發(fā)射震震源：：有自自發(fā)射射（一一發(fā)二二收））、電電火花花、錘錘擊自發(fā)射射能量量小、、測(cè)距距短，，適用用于單單孔；；電火花花能量量較大大，可可用于于跨孔孔，一一般需需要交交流電電源，，在洞洞室內(nèi)內(nèi)難度度大；；錘擊硐硐壁表表面，，能量量大，，適用用單孔孔?？缈卓卓仔毙ＰＵ海嚎缈诇y(cè)測(cè)試要要求對(duì)對(duì)穿測(cè)測(cè)試孔孔平行行,但在洞洞室內(nèi)內(nèi)很難難做到到,當(dāng)出現(xiàn)現(xiàn)兩個(gè)個(gè)孔的的方位位和傾傾角都都不一一致時(shí)時(shí),就應(yīng)進(jìn)進(jìn)行孔孔斜校校正,以保證證測(cè)試試成果果的可可靠性性。134.1.2圍巖分分級(jí)指指標(biāo)的的聲波波檢測(cè)測(cè)圍巖分分級(jí)聲聲波檢檢測(cè)中中，應(yīng)應(yīng)注意意聲波波測(cè)試試設(shè)備備及工工作條條件的的不同同，跨跨孔法法、單單孔法法、錘錘擊法法測(cè)試試結(jié)果果略有有差異異，各各自計(jì)計(jì)算的的完整整性系系數(shù)Kv彼此相相差±10%左右。。目前，，各行行業(yè)波波速劃劃分標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)不不同，，基本本如下下表：：圍巖類別ⅠⅡⅢⅣⅤKv＞0.750.75～0.50.5～0.350.35～0.2＜0.2Vp(km/s)＞54～53～42～3＜2144.2隧道支支護(hù)施施工質(zhì)質(zhì)量無無損檢檢測(cè)4.2.1檢測(cè)內(nèi)內(nèi)容及及目的的在隧道道支護(hù)護(hù)工程程中主主要應(yīng)應(yīng)用的的無損損檢測(cè)測(cè)項(xiàng)目目為錨桿長(zhǎng)長(zhǎng)度、、砂漿漿飽滿滿度的檢測(cè)測(cè)和圍巖注注漿加加固效效果的檢測(cè)測(cè)，采采用較較普及及的檢檢測(cè)方方法為為彈性性波法法。國(guó)內(nèi)外外對(duì)錨錨桿施施工質(zhì)質(zhì)量的的檢測(cè)測(cè)目前前主要要是拉拉拔試試驗(yàn)，，費(fèi)時(shí)時(shí)、破破損性性大且且只能能抽檢檢。最最關(guān)鍵鍵的，，根據(jù)據(jù)錨桿桿的錨錨固作作用機(jī)機(jī)理，，常規(guī)規(guī)的錨錨桿拉拉拔試試驗(yàn)難難以反反映錨錨固效效果，，也無無法確確認(rèn)錨錨桿的的實(shí)際際長(zhǎng)度度。因因此，，錨固固工程程質(zhì)量量的無無損檢檢測(cè)技技術(shù)的的研究究也就就成為為當(dāng)今今巖土土工程程界十十分關(guān)關(guān)注的的問題題。15對(duì)于全全長(zhǎng)粘粘結(jié)砂砂漿錨錨桿，，其握握裹水水泥砂砂漿的的灌注注飽滿滿與否否，是是錨桿桿能否否按設(shè)設(shè)計(jì)要要求起起作用用的關(guān)關(guān)鍵因因素，，盡管管砂漿漿飽滿滿度并并不等等同于于錨固固效果果，但但目前前是反反映錨錨桿錨錨固效效果最最有效效的指指標(biāo)。。砂漿漿飽滿滿度的的檢測(cè)測(cè)尚處處于發(fā)發(fā)展階階段，，有很很多需需要完完善的的地方方。16錨桿長(zhǎng)長(zhǎng)度、、砂漿漿飽滿滿度的的檢測(cè)測(cè)隧道注注漿是是隧道道加固固和止止水的的主要要方法法之一一。但但由于于注漿漿工藝藝的可可灌注注性、、適用用性及及圍巖巖地質(zhì)質(zhì)情況況的復(fù)復(fù)雜性性等多多種因因素的的影響響，注注漿效效果并并不一一定都都是令令人滿滿意的的。為為了解解注漿漿質(zhì)量量是否否達(dá)到到預(yù)期期要求求，目目前國(guó)國(guó)內(nèi)較較多使使用的的是彈性波法、分析法(分析壓漿記記錄)、檢查孔法(壓水試驗(yàn)、、滲水試驗(yàn)驗(yàn))等。其中彈彈性波法由由于操作方方便、代表表性好成為為主要的無無損檢測(cè)手手段而普遍遍采用。17圍巖注漿加加固效果的的檢測(cè)4.2.2圍巖注漿加加固效果聲聲波檢測(cè)注漿效果主主要指漿液液在地層中中的實(shí)際分分布狀態(tài)與與設(shè)計(jì)的預(yù)預(yù)定注入范范圍的吻合合度及注漿漿后的復(fù)合合巖土質(zhì)參參數(shù)(抗剪強(qiáng)度、、承載力、、彈性模量、、滲透系數(shù)數(shù)等)的提高狀況況，即整體體物理力學(xué)學(xué)指標(biāo)的改改善(復(fù)合巖土體體的共同受受力、均勻勻性和厚度度)。在隧道工工程中往往往還包含堵堵水效果(強(qiáng)度、厚度度、均勻性性、滲透系系數(shù))。18常規(guī)情況一一般僅采用用單一的注注漿前后的的聲波縱波波或橫波波波速的對(duì)比比來進(jìn)行評(píng)評(píng)價(jià)，最近近較常采用用的是綜合合利用聲波波縱波和橫橫波波速，，及用下式式換算得到到有關(guān)圍巖巖各項(xiàng)物理理力學(xué)指標(biāo)標(biāo)(剪切模量和和動(dòng)彈性模模量)后，再進(jìn)行行評(píng)價(jià)。動(dòng)剪切模量量動(dòng)彈性模量量19用動(dòng)模量作作為評(píng)定指指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：比單一的P波波速、S波波速更綜綜合(同時(shí)反映P波波速和S波波速)；物理含義也也更直接，，如動(dòng)剪切切模量重點(diǎn)點(diǎn)反映了剪剪切特性，，動(dòng)彈性模模量重點(diǎn)反反映了巖土土體物理力力學(xué)特性；；比單一的P波波速、S波波速變化化明顯，易易于誤差分分析。20現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試一一般采用單單孔法或跨跨孔法(見圖)注漿前后各各選代表地地段分別測(cè)測(cè)試?？缈追z測(cè)測(cè)精度高于于單孔法，，檢測(cè)范圍圍大，也易易采用CT等技術(shù)進(jìn)行行高層次的的均勻性分分析21目前存在的的主要問題題：評(píng)判指標(biāo)與與被加固的的巖土體自自身的物理理力學(xué)特性性和設(shè)計(jì)要要求密切相相關(guān)，難以以有統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；隧道現(xiàn)場(chǎng)檢檢測(cè)的難度度很大，尤尤其是拱頂頂部分，配配套的儀器器系統(tǒng)有待待完善；檢測(cè)需鉆孔孔，檢測(cè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)便性和代代表性有待待提高。同同時(shí)，對(duì)于于土體超聲聲波衰減嚴(yán)嚴(yán)重，需電電火花激振振，操作難難度較大。。其它問題同同松弛帶測(cè)測(cè)試。224.2.3錨桿長(zhǎng)度和和飽滿度的的檢測(cè)工程錨桿有有錨固型、、摩擦型及及全長(zhǎng)粘結(jié)結(jié)型錨桿三三種，全長(zhǎng)長(zhǎng)粘結(jié)型錨錨桿目前在在水電工程程，交通工工程上采用用較多?！跺^桿噴射混混凝土支護(hù)護(hù)技術(shù)規(guī)范范》(GB50086-2001)要求對(duì)錨固固型和摩擦擦型錨桿須須進(jìn)行一定定數(shù)量的原原位抗拔試試驗(yàn)，以檢檢驗(yàn)錨桿的的抗拔力，，對(duì)全長(zhǎng)粘粘結(jié)型錨桿桿應(yīng)檢查砂砂漿密實(shí)度度，且注漿漿密實(shí)度大大于75%為合格。錨桿飽滿度度檢測(cè)主要要針對(duì)全長(zhǎng)長(zhǎng)粘結(jié)型錨錨桿。23一、基本原原理錨桿檢測(cè)的的應(yīng)力波理理論及彈性性波反射原原理與基樁樁檢測(cè)原理理完全一致致，也是通通過實(shí)測(cè)錨錨桿頂端加加速度或速速度響應(yīng)時(shí)時(shí)域曲線，，籍波動(dòng)理理論分析來來判定錨桿桿的長(zhǎng)度及及灌漿的飽飽滿度。由于錨桿的的長(zhǎng)徑比遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基基樁的長(zhǎng)徑徑比，因此此，該理論論基礎(chǔ)和方方法更接近近一維波動(dòng)動(dòng)方程的假假設(shè)條件，，而且，波波在錨桿這這種較為均均勻介質(zhì)中中的傳播和和反射情況況比在混凝凝土非均勻勻介質(zhì)中傳傳播和反射射更顯得單單純，易于于準(zhǔn)確的判判別反射波波信號(hào)。24錨桿的長(zhǎng)度度通過反射射波時(shí)間可可得，砂漿漿錨桿的飽飽滿度涉及及的理論問問題較復(fù)雜雜，原理上上應(yīng)進(jìn)行波阻抗抗分析，檢測(cè)過程程中一般僅僅通過反射射波相對(duì)能能量的比值值來經(jīng)驗(yàn)判判斷錨桿砂砂漿飽滿度度。經(jīng)大量實(shí)踐踐發(fā)現(xiàn)，目目前錨桿檢檢測(cè)中首波波信號(hào)的振振蕩問題難難以避免，，這與錨桿桿頭外漏、、尺寸較小小同時(shí)激發(fā)發(fā)力較大、、傳感器安安裝穩(wěn)定性性等因素有有關(guān)。25二、數(shù)據(jù)分分析的主要要原則錨桿砂漿飽飽滿度檢測(cè)測(cè)目前處于于定性-半定量階段段，還沒有有統(tǒng)一的密密實(shí)度(飽滿度)評(píng)價(jià)分類標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。工程程界一般以以飽滿(密實(shí))、基本飽滿滿(局部不密實(shí)實(shí))、不飽滿(錨固段不密密實(shí))、空漿(主要部分不不密實(shí)或無無漿)四類分類的的較多。26飽和度檢測(cè)測(cè)分類評(píng)價(jià)價(jià)表飽和度類別分類原則特征Ⅰ(優(yōu))錨桿周圍砂漿密實(shí)度90%以上，錨固段砂漿密實(shí)，砂漿與周圍巖土體密貼2L/c時(shí)刻前無砂漿缺陷反射波，錨桿底部反射不明顯，信號(hào)衰減明顯。Ⅱ(良)砂漿密實(shí)程度75%以上，錨固段砂漿基本密實(shí)，砂漿與周圍巖土體基本密貼。周圍砂漿有輕微缺陷。2L/c時(shí)刻前出現(xiàn)輕微砂漿缺陷反射波，但錨固段無砂漿缺陷，錨桿底部反射較明顯，信號(hào)衰減較明顯Ⅲ(合格)砂漿密實(shí)程度＜75%，錨固段砂漿不密實(shí)，砂漿與周圍巖土體不密貼。周圍砂漿有明顯缺陷。有明顯缺陷反射波Ⅳ(不合格)砂漿密實(shí)程度＜75%，錨固段砂漿不密實(shí)或空漿，砂漿與周圍巖土體脫貼。2L/c時(shí)刻前出現(xiàn)嚴(yán)重砂漿缺陷反射波或周期性同相反射波，或錨桿底部出現(xiàn)周期性同相反射波27目前存在的的主要問題題：對(duì)于錨桿飽飽滿度，檢檢測(cè)理論尚尚處于定性性-半定量階段段；對(duì)錨桿評(píng)定定標(biāo)準(zhǔn)無明明確規(guī)定，，相關(guān)檢測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)尚需需系統(tǒng)積累累；對(duì)空心錨桿桿、其他材材質(zhì)錨桿無無成熟經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，只有通通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)對(duì)比試驗(yàn)，，作出相對(duì)對(duì)性判斷。。28三、檢測(cè)曲曲線特征分分析錨桿檢測(cè)方方法是利用用錨桿的螺螺紋鋼外露露端,在其端部安安放接收換換能器。用用錘敲擊錨錨桿端部產(chǎn)產(chǎn)生激發(fā)波波,激發(fā)波沿錨錨桿傳播至至錨桿另一一端,部分能量通通過漿體進(jìn)進(jìn)入巖石,部分波在錨錨桿的另一一端發(fā)生反反射。反射射波將由錨錨桿外端的的壓電換能能器接收,根據(jù)接收到到的彈性波波波形特征征，對(duì)錨桿桿的錨固質(zhì)質(zhì)量作出評(píng)評(píng)價(jià),根據(jù)波的發(fā)發(fā)射與反射射時(shí)間差,計(jì)算錨桿長(zhǎng)長(zhǎng)度。29一維彈性桿桿件反射系數(shù)公公式：桿長(zhǎng)計(jì)算公公式：砂漿飽和度度計(jì)算公式式：30由反射系數(shù)數(shù)公式可知知，當(dāng)應(yīng)力力波從正常常的錨桿部部位傳到空空漿部位,波阻抗相對(duì)對(duì)變小,其反射系數(shù)數(shù)為正值，，空漿部位的的反射波和和入射波相相位同相,錨桿底部如如和巖體接接觸的不緊緊密,底部反射會(huì)會(huì)明顯且和和入射波同同相位。應(yīng)力波傳傳播到不密密實(shí)部位通通常表現(xiàn)為為波幅的突突然衰減。。應(yīng)力波反反射法就是是在實(shí)測(cè)波波形中找出出不符合衰衰減規(guī)律的的波,例如相對(duì)前后波波幅突然增增大或減小小的波,結(jié)合儀器給給定的其他他參數(shù),綜合判斷錨錨桿質(zhì)量。。31錨桿缺陷包包括長(zhǎng)度短短缺、空漿漿、不密實(shí)實(shí)。優(yōu)良類錨桿桿：檢測(cè)波形規(guī)規(guī)則、振幅幅較小、衰衰減較快且且有規(guī)律。。桿底反射射處有微弱弱的底部反反射,推斷沒有空空漿或不密密實(shí),底部和巖體體結(jié)合緊密密32對(duì)于無底部部反射的錨錨桿,其長(zhǎng)度是無無法判斷的的,只能根據(jù)波波形特征判判斷33良好類錨桿桿：檢測(cè)波形較較規(guī)則,除底部有微微弱的反射射外,空漿部位也也有較弱的的反射（波波幅較前波波幅大且相相位和入射射波同相位位,推斷為空漿漿）。34合格類錨桿桿：檢測(cè)波形較較規(guī)則,底部都有較較強(qiáng)的反射射,推斷為錨桿桿底部和巖巖體結(jié)合不不好,空漿部位有有較強(qiáng)的反反射（波幅幅較前波幅幅大且相位位和入射波波同相位,推斷為有較較明顯的空空漿）。35不合格錨桿桿：檢測(cè)波形很很不規(guī)則,不密實(shí)部位位波幅較前前后有較大大的突然衰衰減,推斷為不密密實(shí)36空漿部位波波幅較前波波幅大且相相位和入射射波同相位位,推斷為空漿漿,不密實(shí)部位位波幅與前前后波幅相相比有較大大的突然衰衰減,推斷為不密密實(shí)。37空漿、不密密實(shí)部位波波幅先是較較前波幅大大且相位和和入射波同同相位,后又出現(xiàn)波波幅的突然然衰減,推斷為空漿漿、不密實(shí)實(shí)。于此類類錨桿有一一個(gè)或多個(gè)個(gè)缺陷的影影響,底部反射基基本無法判判斷,也就無法判判斷錨桿的的長(zhǎng)度。38注意：錨桿檢測(cè)中中,缺陷的判斷斷有時(shí)也比比較困難,注漿飽滿程程度的判斷斷通常是儀儀器廠家提提供的解釋釋軟件初步步判斷結(jié)合合測(cè)試人員員人為判斷斷,一根錨桿如如果有多個(gè)個(gè)缺陷,在實(shí)際檢測(cè)測(cè)中最多也也只能確定定前面的一一兩個(gè)缺陷陷性質(zhì),缺陷判斷困困難主要是是應(yīng)力波傳傳播的復(fù)雜雜性所致。。在實(shí)際檢檢測(cè)中,錨桿缺陷陷的判斷斷比錨桿桿長(zhǎng)度的的判斷更更為重要要，一方方面是錨錨桿長(zhǎng)度度可以通通過監(jiān)理理進(jìn)行控控制,但注漿飽飽滿程度度很難直直觀有效效的控制制；另一方面面是根據(jù)據(jù)工程實(shí)實(shí)踐和人人們的認(rèn)認(rèn)識(shí),和錨桿長(zhǎng)長(zhǎng)度相比比,注漿飽滿滿程度似似乎更能能決定錨錨桿的錨錨固效果果。394.3隧道襯砌砌施工質(zhì)質(zhì)量無損損檢測(cè)隧道的永永久支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)稱稱為襯砌砌，襯砌砌混凝土土厚度不不足直接接影響受受力和穩(wěn)穩(wěn)定性，，襯砌背背部與圍圍巖之間間存在空空洞會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致圍巖巖松弛，，使支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生彎曲曲應(yīng)力，，從而損損傷支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的的功能，，降低其其承載能能力，極極大地影影響了隧隧道的安安全使用用。混凝土襯襯砌質(zhì)量量檢測(cè)不不僅是控控制混凝凝土襯砌砌施工質(zhì)質(zhì)量的主主要手段段，也是是評(píng)價(jià)運(yùn)運(yùn)營(yíng)隧道道襯砌現(xiàn)現(xiàn)狀所必必須的。。404.3.1檢測(cè)內(nèi)容容隧道混凝凝土襯砌砌常見的的質(zhì)量問問題有：：襯砌厚厚度不足足或內(nèi)部部存在缺缺陷、背背后存在在空洞、、混凝土土開裂、、混凝土土強(qiáng)度不不夠等。。針對(duì)常常見的質(zhì)質(zhì)量問題題，按照照檢測(cè)方方法的不不同可分分為：襯砌厚度度、內(nèi)部部缺陷及及背后空空洞的雷雷達(dá)檢測(cè)測(cè)；襯砌混凝凝土強(qiáng)度度、混凝凝土缺陷陷(裂紋等)的無損檢檢測(cè)。414.3.2襯砌厚度度及背后后空洞的的雷達(dá)檢檢測(cè)襯砌混凝凝土厚度度及背后后空洞的的檢測(cè)方方法一般般有直接接鉆孔法法和無損損檢測(cè)方方法。直直接鉆孔孔法除了了有不能能以點(diǎn)代代面的局局限性外外，鉆孔孔會(huì)擊穿穿防水板板造成隧隧道地下下水的滲滲漏，因因此很少少使用。。目前國(guó)國(guó)內(nèi)外無無損檢測(cè)測(cè)采用較較多的方方法主要要有兩種種：地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)法法和聲波波法(沖擊回波波法、反反射波法法)42一、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)雷達(dá)測(cè)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)檢檢測(cè)時(shí)，，應(yīng)先收收集好相相關(guān)被檢檢測(cè)隧道道的基本本資料(如隧道的的工程地地質(zhì)、水水文地質(zhì)質(zhì)概況)，以及隧隧道的設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)(如襯砌厚厚度、鋼鋼筋網(wǎng)布布置、鋼鋼支撐的的間距等等)并做好前前期準(zhǔn)備備工作(如搭設(shè)檢檢測(cè)臺(tái)車車，標(biāo)注里程程等)。4344(1)測(cè)線布置置。隧道道施工過過程中質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)測(cè)以縱向向布線為為主，橫橫向布線線為輔。?？v向布布線的位位置應(yīng)在在隧道拱拱頂、左左右拱腰腰、左右右邊墻和和隧底各各布1條，如圖圖所示；；檢測(cè)中中發(fā)現(xiàn)不不合格地地段應(yīng)加加密測(cè)線線或測(cè)點(diǎn)點(diǎn)。需確確定回填填空洞規(guī)規(guī)模和范范圍時(shí)，，應(yīng)加密密測(cè)線或或測(cè)點(diǎn)。。隧道斷斷面較大大時(shí)應(yīng)在在隧道拱拱頂部位位增加測(cè)測(cè)線。45(2)介質(zhì)參數(shù)數(shù)標(biāo)定1)檢測(cè)前應(yīng)應(yīng)對(duì)襯砌砌混凝土土的介電電常數(shù)或或電磁波波速做現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定定，且每每座隧道道應(yīng)不少少于1處，每處處實(shí)測(cè)不不少于3次，取平平均值為為該隧道道的介電電常數(shù)或或電磁波波速；2)標(biāo)定方法法：①在已知厚厚度都位位或材料料與隧道道相同的的其他預(yù)預(yù)制件上上測(cè)量；；②在洞口或或洞內(nèi)避避車洞處處使用雙雙天線直直達(dá)波法法測(cè)量；；③鉆孔實(shí)測(cè)測(cè)。46（3）雷達(dá)參參數(shù)設(shè)置置（略））（4）檢測(cè)注注意事項(xiàng)項(xiàng)測(cè)試前檢檢查儀器器運(yùn)行情情況；測(cè)量時(shí)確確保天線線與襯砌砌表面密密貼(空氣耦合合天線除除外)天線移動(dòng)動(dòng)平衡、、勻速(3～5km/h)；分段測(cè)量量時(shí)，相相鄰段接接頭重復(fù)復(fù)長(zhǎng)度大大于1m；隨時(shí)記錄錄（非常重要要?。┛赡軐?duì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)產(chǎn)生干擾擾的物體體(滲水、電電纜、鐵鐵架等)及位置；；測(cè)線5～10m應(yīng)準(zhǔn)確標(biāo)標(biāo)記一里里程。47二、數(shù)據(jù)據(jù)處理與與解釋見第三講講48三、目前前存在的的主要問問題討論論天線頻率率選擇問問題里程標(biāo)記記問題：襯砌面面上天線線移動(dòng)非非直線；；空洞定位位問題：測(cè)線附附近的缺缺陷也會(huì)會(huì)反映在在圖像上上；空洞洞內(nèi)波速速無法確確定，空空洞高度度無法準(zhǔn)準(zhǔn)確定量量。測(cè)試規(guī)程程的制定定、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)圖譜庫庫的建立立：圖像解解釋因人人而異。。檢測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)后處理理問題：雷達(dá)測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)據(jù)量大，，快速出出結(jié)果困困難。494.3.3襯砌混凝凝土強(qiáng)度度超聲回回彈綜合合檢測(cè)強(qiáng)度無損損檢測(cè)方方法中應(yīng)應(yīng)用最廣廣的是回回彈法、、超聲法法和超聲聲回彈綜綜合法。。超聲法和和回彈法法，是根根據(jù)混凝凝土的兩兩個(gè)不同同性質(zhì)來來檢測(cè)混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度的，，前者是是依據(jù)混混凝土的的密度，，而后者者是依據(jù)據(jù)混凝土土的表面面硬度。?；貜椫抵恢环从郴旎炷帘肀韺拥那榍闆r，而而超聲測(cè)測(cè)強(qiáng)也有有一定的的局限性性，其聲聲速只反反映材料料的彈性性性質(zhì)，，不能全全面反映映混凝土土強(qiáng)度牽牽涉到的的多種材材料的指指標(biāo)。有資料表表明，若若以95%可信度水水平來衡衡量現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)混凝土土強(qiáng)度預(yù)預(yù)測(cè)的最最大精度度，超聲聲法誤差差約為±20%，回彈法法±25%，綜合法法±15%以內(nèi)。50超聲回彈綜合法由由羅馬尼亞建筑及及建筑經(jīng)濟(jì)科學(xué)院院于1966年首先提出。我國(guó)國(guó)于2005年實(shí)施《超聲回彈綜合法檢檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技技術(shù)規(guī)程》(CECS02:2005)。綜合法可以減弱或或消除單一方法使使用時(shí)的某些因素素。例如，混凝土的齡齡期和混凝土的濕濕度對(duì)于回彈法來來說，隨齡期的增增長(zhǎng)其表面會(huì)硬化化，加上混凝土表表面碳化結(jié)硬，使使回彈值偏高；而而對(duì)于超聲法來說說相對(duì)于濕混凝土土，聲波的傳播速速度要比在干燥混混凝土中快得多。。511.影響因素分析因素試驗(yàn)驗(yàn)證范圍影響程度修正方法水泥品種及用量普通水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥；200～450kg/m3不顯著不修正細(xì)骨料品種及用量山砂、特細(xì)砂、中砂；28%～40%不顯著不修正粗骨料品種及用量卵石、碎石，骨灰比：1:4.5～1:5.5顯著必須修正或制訂不同測(cè)強(qiáng)曲線細(xì)骨料粒徑0.5~2cm;0.5~4cm;0.5~3.2cm不顯著>4cm應(yīng)修正外加劑木鈣減水劑、硫酸鈉、三乙醇胺不顯著不修正碳化深度——不顯著不修正含水率——有影響盡可能干燥狀態(tài)測(cè)試面澆注側(cè)面與上表面及底面比較有影響聲速、回彈分別修正522.隧道中綜合法應(yīng)用用的特點(diǎn)和改進(jìn)方方法綜合法是以試件內(nèi)內(nèi)部的聲速和試件件表面硬度來綜合合檢測(cè)抗壓強(qiáng)度。。但在隧道中，只只有單一測(cè)試面，，無法進(jìn)行對(duì)測(cè)或或斜測(cè)。因此，在在隧道襯砌混凝土抗抗壓強(qiáng)度無損檢測(cè)測(cè)中的回彈法、超超聲法、超聲回彈彈綜合法等均只能能反映襯砌表層混混凝土的抗壓強(qiáng)度度。對(duì)內(nèi)部質(zhì)量與表表面質(zhì)量無明顯差差異時(shí)可參考，因因此，隧道襯砌強(qiáng)強(qiáng)度的檢測(cè)應(yīng)結(jié)合合地質(zhì)雷達(dá)而進(jìn)行行。一般情況下的“測(cè)測(cè)強(qiáng)曲線”(統(tǒng)一、地方、專用用)是由混凝土試塊建建立的，而實(shí)際襯襯砌波速是采用““平測(cè)”，難以估估計(jì)由此帶來的誤誤差。隧道襯砌綜綜合測(cè)強(qiáng)應(yīng)進(jìn)行以以下改進(jìn)方法：53(1)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前應(yīng)結(jié)合合鉆芯進(jìn)行試驗(yàn)，，1~3組為宜。即采用現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)同樣的步步驟方法進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)，根據(jù)采用的測(cè)測(cè)強(qiáng)曲線對(duì)強(qiáng)度推推定后，與同位置置鉆芯抗壓試驗(yàn)的的結(jié)果比較。如果果偏離超出誤差范范圍，則進(jìn)行必要要的修正。此時(shí)，，得到的測(cè)區(qū)混凝凝土強(qiáng)度換算值應(yīng)應(yīng)乘以修正系數(shù)；；(2)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)超聲波波波速的測(cè)量過程程應(yīng)保持同一測(cè)距距，測(cè)距不易大于于1m，平測(cè)必須進(jìn)行零零時(shí)距修正；54(3)濕度對(duì)回彈和超聲聲波均有影響。濕濕度會(huì)降低混凝土土硬度，回彈值會(huì)會(huì)偏低；濕度使水水填充混凝土空隙隙增加混凝土密度度，超聲波速會(huì)增增高。綜合法有相相互抵消或減弱濕濕度影響的優(yōu)點(diǎn)；；(4)規(guī)程規(guī)定的平測(cè)時(shí)時(shí)的測(cè)區(qū)400mm×400mm，由于隧道襯砌是是整體的，建議每每8~12m視為一構(gòu)件，按同同批構(gòu)件考慮，構(gòu)構(gòu)件抽檢數(shù)不應(yīng)少少于同批構(gòu)件的30%，每個(gè)構(gòu)件測(cè)