高速鐵路隧道質(zhì)量檢測(cè)

southwestjIaotongunIversIty西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity2010年07月高速鐵路隧道質(zhì)量檢測(cè)xxx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(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定向前發(fā)展，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度日漸加強(qiáng)，隨著國(guó)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)量量2.1錨桿長(zhǎng)度及注注漿飽和度錨桿長(zhǎng)度及注漿飽和度均采用應(yīng)力反射波法法檢測(cè)。檢測(cè)儀儀器為錨桿質(zhì)量檢測(cè)測(cè)儀，見下圖。錨桿質(zhì)量檢測(cè)測(cè)儀二、錨桿質(zhì)量量2.1錨桿長(zhǎng)度及注注漿飽和度1）錨桿長(zhǎng)度應(yīng)力反射波法法是一種無損損檢測(cè)方法,該方法的基本本理論依據(jù)為為一維桿件的的彈性應(yīng)力波波反射理論。。在錨桿頂部激激發(fā)彈性應(yīng)力力波,當(dāng)彈性應(yīng)力波波傳播到錨桿桿底部時(shí)由于于錨桿和錨桿桿底部的巖石石存在波阻抗抗差異,將產(chǎn)生反射波波回到錨桿頂頂。根據(jù)反射波的走時(shí)時(shí)和錨桿中的應(yīng)力波傳播速速度就可以用(1)式求出錨桿長(zhǎng)長(zhǎng)度L，錨桿中的應(yīng)應(yīng)力波傳播速速度可在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)已知長(zhǎng)度的的錨桿上進(jìn)行行標(biāo)定。式中:vc——錨桿中應(yīng)力波波傳播速度;t——應(yīng)力反射波的的雙程走時(shí)。。（1)應(yīng)力波在錨固固界面上的反反射二、錨桿質(zhì)量量2.1錨桿長(zhǎng)度及注注漿飽和度2）注漿飽和度度注漿飽和度檢檢測(cè)通過測(cè)定錨桿桿不同方位、不同距離應(yīng)力波的阻尼情況，即錨桿桿與圍巖的耦耦合情況來判判斷注漿飽和和度。由應(yīng)力力波在介質(zhì)中中的傳播特性性可知：應(yīng)力力波在堅(jiān)硬完整的介質(zhì)中傳播速度大，，衰減速度快快，而在松散及不完整整介質(zhì)中應(yīng)力波波的傳播速度小，，衰減速度慢慢。全錨錨桿實(shí)測(cè)測(cè)波形與錨固固質(zhì)量結(jié)果二、錨桿質(zhì)量量2.1錨桿長(zhǎng)度及注注漿飽和度2）注漿飽和度度利用應(yīng)力波這這一傳播特性性來判斷注漿漿飽和度情況況，對(duì)于注漿飽滿的，砂漿和巖巖石的耦合性性好，可看成成完整的介質(zhì)質(zhì)，因此應(yīng)力力波的波形規(guī)則衰減減快，近于指數(shù)衰衰減；對(duì)于注漿飽滿程度度差的，則砂漿和和巖石間的耦耦合性差，可可看成松散不不完整的介質(zhì)質(zhì)，應(yīng)力波的的波形雜亂，衰衰減慢。根據(jù)不同方向向、不同部位位擊震的應(yīng)力力波衰減曲線線就可以對(duì)注注漿飽和度作作出判斷。部分錨固狀態(tài)態(tài)實(shí)測(cè)波形及及錨固狀態(tài)分分析結(jié)果二、錨桿質(zhì)量量2.2錨桿抗拔力錨桿抗拔力通通過拉拔試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。拉拉拔試驗(yàn)檢測(cè)測(cè)方法是一種種傳統(tǒng)的錨桿錨固質(zhì)量量檢測(cè)方法。。進(jìn)行拉拔試驗(yàn)驗(yàn)時(shí)，將液壓壓千斤頂放在在托板和螺母母之間，擰緊緊螺母，施加加一定的預(yù)應(yīng)應(yīng)力，然后用用手動(dòng)液壓泵泵加壓，同時(shí)時(shí)記錄液壓表表和位移計(jì)上上的對(duì)應(yīng)讀數(shù)數(shù)，當(dāng)壓力或或者位移讀數(shù)數(shù)達(dá)到預(yù)定值值時(shí)，或者當(dāng)當(dāng)壓力計(jì)讀數(shù)數(shù)下降而位移移計(jì)讀數(shù)迅速速增大時(shí)，停停止加壓。測(cè)測(cè)試后，整理理出錨桿的位位移-荷載曲線，進(jìn)進(jìn)而分析出試試驗(yàn)錨桿的抗抗拔力大小。。試驗(yàn)時(shí)錨桿桿的受力狀態(tài)態(tài)見圖2。距巖面距離(m)x軸力(kN)P圖2抗拔試驗(yàn)時(shí)錨錨桿的受力示示意圖二、錨桿質(zhì)量量2.2錨桿檢測(cè)方法法評(píng)述試驗(yàn)證明：對(duì)對(duì)于高強(qiáng)螺紋紋錨桿，當(dāng)錨固長(zhǎng)度達(dá)到錨桿直徑徑的42倍時(shí)，握裹力不再隨錨桿長(zhǎng)度的增加而增加加。高速鐵路路隧道錨桿的的長(zhǎng)與直徑比比達(dá)到幾百倍倍，而且從圖圖1、2可知，錨桿拔拔抗試驗(yàn)與實(shí)實(shí)際錨桿的受受力狀態(tài)有很很大不同，得得出錨桿抗拔拔力與錨桿質(zhì)質(zhì)量沒有必然然的相關(guān)性，，若僅采用抗抗拔試驗(yàn)，可可能導(dǎo)致將不不合格錨桿依依其抗拔力評(píng)評(píng)定成合格錨錨桿。所以，對(duì)錨桿桿進(jìn)行檢測(cè)時(shí)時(shí)，要采用聲聲頻應(yīng)力波法法對(duì)錨桿的錨錨固質(zhì)量進(jìn)行行無損檢測(cè)，再配合抗拔力試驗(yàn)進(jìn)行綜合分析析，可對(duì)錨桿桿的錨固質(zhì)量作出較全面的評(píng)價(jià)價(jià)。southwestjIaotongwnIversIty三、鋼架西南交通大學(xué)學(xué)SouthwestJiaotongUniversity三、鋼架在隧道中所使使用格柵或型型鋼拱架支撐撐數(shù)量，也是是隧道初期支支護(hù)質(zhì)量控制制中所關(guān)心的的問題。由于于噴混凝土中中存在格柵或或型鋼拱架支支撐時(shí)，地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)剖面圖圖中信號(hào)會(huì)有有變化，可通通過這些信號(hào)號(hào)的變化讀出出隧道施工時(shí)時(shí)所使用的格格柵或型鋼拱拱架支撐數(shù)量量。檢測(cè)儀器是地地質(zhì)雷達(dá)，見見下圖。三、鋼架圖1RAMACⅡ型主機(jī)圖21000MHz天線圖3500MHz天線三、鋼架1）格柵當(dāng)混凝土中存存在鋼筋時(shí)，，雷達(dá)剖面圖圖中將產(chǎn)生連連續(xù)點(diǎn)狀強(qiáng)反反射信號(hào)，當(dāng)當(dāng)混凝土中有有格柵拱架支撐時(shí)，，靠得較近的的兩主筋將形形成兩個(gè)點(diǎn)狀狀強(qiáng)反射信號(hào)號(hào)，則兩個(gè)點(diǎn)狀信號(hào)號(hào)形成類似于字字母M形狀的反射信信號(hào)，每一個(gè)個(gè)這樣的雷達(dá)達(dá)波信號(hào)就對(duì)對(duì)應(yīng)著一榀格格柵拱架支撐撐，由此信號(hào)號(hào)總數(shù)即可統(tǒng)統(tǒng)計(jì)出整個(gè)隧隧道縱向的格格柵拱架支撐撐數(shù)量。存在格柵拱架架的雷達(dá)波檢檢測(cè)圖呈M形的格柵支撐存在鋼筋的雷雷達(dá)波檢測(cè)圖圖三、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。存在型鋼拱架的雷雷達(dá)波檢測(cè)圖三、鋼架2）型鋼襯砌內(nèi)有鋼架的地地質(zhì)雷達(dá)圖像southwestjIaotongwnIversIty四、混凝土強(qiáng)度西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity四、混凝土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍強(qiáng)度檢檢測(cè)系統(tǒng)(針對(duì)初期支護(hù))根據(jù)噴混凝土表面特征，宜采用氣壓射釘釘槍無損檢測(cè)方法法對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行檢檢測(cè)。整個(gè)系統(tǒng)由由射釘槍、空壓計(jì)、、空壓管、空壓機(jī)機(jī)、變壓器、數(shù)顯顯深度游標(biāo)卡尺等組成。其中變壓壓器為國(guó)產(chǎn)多功能能變壓器，由于氣氣壓射釘槍系統(tǒng)額額定工作電壓為100伏，故通過變壓器器將國(guó)內(nèi)220伏轉(zhuǎn)換成100伏。氣壓射釘槍檢測(cè)系系統(tǒng)及射釘槍照片詳見見下圖。氣壓射釘槍強(qiáng)度測(cè)測(cè)試系統(tǒng)示意圖四、混凝土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍強(qiáng)度檢檢測(cè)系統(tǒng)(針對(duì)初期支護(hù))氣壓射釘槍的工作原理是射釘槍在恒定高壓氣體推力力作用下推動(dòng)經(jīng)過特殊標(biāo)定的射釘高速進(jìn)入混凝土中，一一部分能量消耗于于鋼釘與混凝土之之間的摩擦，另一一部分能量由于混混凝土受擠壓破碎碎而被消耗，發(fā)射射槍引發(fā)的子彈初初始動(dòng)能是恒定的的，則其貫入深度取決于混凝土的力學(xué)性質(zhì)，通過射釘?shù)呢炄攵瓤赏贫ɑ炷翉?qiáng)度（深度與強(qiáng)度的關(guān)關(guān)系由實(shí)驗(yàn)標(biāo)定公公式確定）。四、混凝土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍強(qiáng)度檢檢測(cè)系統(tǒng)(針對(duì)初期支護(hù))氣壓射釘槍檢測(cè)方方法具有檢測(cè)結(jié)果果客觀可靠、操作方方便、省工省時(shí)等優(yōu)點(diǎn),在隧道初期支護(hù)噴噴混凝土的強(qiáng)度檢檢測(cè)中發(fā)揮了重要要作用,取得了令人滿意的的結(jié)果。噴混凝土強(qiáng)度與射射釘貫入深度關(guān)系系曲線四、混凝土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍強(qiáng)度檢檢測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)中中，對(duì)噴噴混凝土土的早期強(qiáng)度度及晚期強(qiáng)度度進(jìn)行檢測(cè)測(cè)，通過過大量的的試驗(yàn)建建立起強(qiáng)度齡期期成長(zhǎng)曲曲線后，即可可通過檢測(cè)測(cè)早期強(qiáng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)晚期期強(qiáng)度，用以及及時(shí)調(diào)整施工方法法及配合比參參數(shù)，以確保隧道初期期支護(hù)噴噴混凝土土的晚期強(qiáng)度度是否滿滿足要求求。這是其他他方法不不便實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。四、混凝凝土強(qiáng)度度4.2超聲回彈彈綜合檢檢測(cè)方法法(針對(duì)二次次襯砌)1）根據(jù)要要求布置置強(qiáng)度測(cè)測(cè)區(qū)，隧隧道強(qiáng)度度檢測(cè)時(shí)時(shí)測(cè)區(qū)一一般布置置在左邊墻、、右邊墻墻、拱頂頂?shù)任恢?；?）在確定定的測(cè)區(qū)區(qū)內(nèi)，用用超聲回回彈模子子標(biāo)出回彈的彈擊點(diǎn)及超聲聲聲速值測(cè)點(diǎn)，用混凝凝土回彈彈儀測(cè)試試回彈值值（16個(gè)測(cè)點(diǎn)）），用超超聲波檢檢測(cè)儀測(cè)測(cè)試3個(gè)超聲波波聲時(shí)值值（取其其平均值值）；3）在檢檢測(cè)的的同時(shí)時(shí)，由由專人對(duì)回彈彈值、、超聲聲波聲聲時(shí)值值作好好記錄。4）將現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)測(cè)試的的回彈值值、超超聲值值按規(guī)范范要求求進(jìn)行行修正后后，利用用經(jīng)驗(yàn)公公式計(jì)算測(cè)區(qū)混混凝土土強(qiáng)度的的推算算值（若有有鉆芯芯取樣樣，還還要結(jié)結(jié)合抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度進(jìn)進(jìn)行修修正）），從從而對(duì)對(duì)整個(gè)個(gè)隧道道襯砌砌混凝凝土強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定。四、混混凝土土強(qiáng)度度4.2超聲回回彈綜綜合檢檢測(cè)方方法(針對(duì)二二次襯襯砌)回彈測(cè)點(diǎn)示示意超聲測(cè)點(diǎn)示示意四、混混凝土土強(qiáng)度度4.2超聲回回彈綜綜合檢檢測(cè)方方法對(duì)二次次襯砌砌混凝凝土強(qiáng)強(qiáng)度檢檢測(cè)采采用超聲回回彈綜綜合法法結(jié)合少量的的鉆芯取取樣進(jìn)行檢檢測(cè)。。超聲聲波測(cè)測(cè)試儀儀及回回彈儀儀見圖圖:NM——4B超聲波波測(cè)試試儀TICO超聲波波測(cè)試試儀四、混混凝土土強(qiáng)度度4.2超聲回回彈綜綜合檢檢測(cè)方方法α—2000數(shù)顯回回彈儀儀機(jī)械混凝土回回彈儀四、混凝土強(qiáng)強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合合檢測(cè)方法（1）超聲回彈檢檢測(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)，采采用混凝土回彈儀儀在測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)得得隧道襯砌混混凝土的回彈值，并用超聲波測(cè)試儀儀在相同測(cè)區(qū)內(nèi)內(nèi)測(cè)得超聲波波在隧道襯砌砌混凝土中傳傳播的波速，再根據(jù)“回回彈—超聲”綜合法法的以下公式式求出隧道襯襯砌混凝土推定強(qiáng)強(qiáng)度值。四、混凝土強(qiáng)強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合合檢測(cè)方法（2）鉆取芯樣檢檢測(cè)鉆芯取樣為局部檢檢測(cè)，主要用用于修正超聲回彈所得得混凝土的強(qiáng)度。芯樣鉆取位位置必須在超超聲回彈檢測(cè)測(cè)范圍以內(nèi)，，在現(xiàn)場(chǎng)采用鉆機(jī)（如如：ZKJ—200型金剛石鉆機(jī)機(jī)）鉆取芯樣樣（芯樣直徑徑：φ100或φ150）后，在室內(nèi)進(jìn)行芯樣試件件制作并養(yǎng)護(hù)護(hù)后采用壓力力試驗(yàn)機(jī)（NYL—60型）對(duì)芯樣試試件進(jìn)行抗壓壓強(qiáng)度試驗(yàn)，，得出襯砌混混凝土芯樣強(qiáng)強(qiáng)度值。通過超聲回彈彈綜合法無損損檢測(cè)結(jié)合少少量鉆芯取樣樣進(jìn)行修正的的方法（見下下式）得出隧隧道襯砌混凝凝土的強(qiáng)度，并將其結(jié)果果與設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行比較分析，得出隧隧道襯砌混凝凝土強(qiáng)度是否滿足要求求。四、混凝土強(qiáng)強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合合檢測(cè)方法鉆芯機(jī)四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片四、檢測(cè)結(jié)果果4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片片southwestjIaotongwnIversIty五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷西南交通大學(xué)學(xué)SouthwestJiaotongUniversity五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷混凝土厚度及背后襯襯砌缺陷均采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)。地地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)測(cè)原理是：利利用雷達(dá)波通通過結(jié)構(gòu)、構(gòu)構(gòu)造物反射回回來的波形差差異進(jìn)行分析析處理檢測(cè)對(duì)對(duì)象。一般運(yùn)運(yùn)用于檢測(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)用用脈沖電磁波探測(cè)隱蔽介質(zhì)質(zhì)的分布。地地質(zhì)雷達(dá)的發(fā)發(fā)射天線向混混凝土內(nèi)發(fā)射射高頻寬帶短脈脈沖電磁波，電磁波遇到到具有不同介電特性性的混凝土與圍圍巖界面時(shí)有部分返回回，接收天線線接收反射波波并記錄反射射波的旅行時(shí)時(shí)間。當(dāng)發(fā)射和接收天天線沿物體表面逐逐點(diǎn)同步移動(dòng)時(shí)，就能得到到其內(nèi)部介質(zhì)質(zhì)的剖面圖像像。根據(jù)接收收到波的旅行行時(shí)間(雙程走時(shí))、幅度頻率與與波形變化資資料，可以推推斷介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)結(jié)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、混凝土厚厚度及背后缺缺陷式(1)脈沖波走時(shí)按式（（1）進(jìn)行計(jì)算:式中:ｘ值在剖面探測(cè)中中是固定的；ｖ值值(m·ns-1)可以利用現(xiàn)成數(shù)據(jù)據(jù)或測(cè)定獲得，由由上式可得目標(biāo)體體的深度值(ｍ)。反射探測(cè)原理圖檢檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)結(jié)構(gòu)的對(duì)照?qǐng)D隧道襯砌與圍巖的的相對(duì)介電常數(shù)的對(duì)比決定分層是否“可可見”。當(dāng)存在缺缺陷時(shí)，由于缺陷陷與良好襯砌或圍圍巖間的介電常數(shù)數(shù)的對(duì)比差異，也也使得缺陷“可見見”，見上圖右。。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)接收收到波的的旅行時(shí)間間(雙程走時(shí)時(shí))、標(biāo)定的的地質(zhì)雷雷達(dá)在混混凝土中中的波速值，再由式式（2）可求出出混凝土厚厚度。(2)式中:v———地質(zhì)雷達(dá)達(dá)波的波波速；t——地質(zhì)雷達(dá)達(dá)波的雙雙程走時(shí)時(shí)。五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷5.3混凝土厚度襯砌與圍巖間間會(huì)存在明顯顯的反射層，從而利用此此反射層來探探明二次襯砌砌混凝土的厚度，見下圖。襯砌與圍巖間間存在的明顯顯反射層及層層位追蹤圖五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷5.3混凝土厚度上圖為襯砌厚厚度檢測(cè)圖象象，用時(shí)間觸觸發(fā)方式檢測(cè)測(cè),用RAMAC/GPR雷達(dá)，500兆屏蔽天線。。五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷5.3混凝土厚度上圖為隧道拱頂襯砌厚度檢測(cè)測(cè),采用RAMAC/GPRCUII主機(jī),500兆屏蔽天線五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷5.3混凝土厚度上圖為用瑞典典MALA公司的CUII主機(jī),500兆屏蔽天線在在隧道拱腳處檢測(cè)的雷達(dá)圖圖像,可以清楚看到到二襯界面和和鋼拱架.五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷5.3混凝土厚度上圖為在隧道道拱腰處用500兆天線做的。。距起點(diǎn)200米的左側(cè)是鋼鋼筋網(wǎng)（隧道道內(nèi)絕大部分是是這種結(jié)果）），右側(cè)是水水侵入?yún)^(qū)域，，鋼筋圖像不不清楚；二襯襯的底界面由于大量量充水，界面面非常清楚。。五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷5.4混凝土背后缺缺陷在混凝土內(nèi)存存在不密實(shí)以以及背后存在在缺陷時(shí)，均均可由地質(zhì)雷雷達(dá)剖面圖上上所反映的信信息進(jìn)行判斷斷。混凝土背背后的缺陷形形式主要有不密實(shí)及空洞洞兩種情況。混凝土及背后后存在不密實(shí)實(shí)：不密實(shí)的襯砌混凝土土體及混凝土土背后不密實(shí)實(shí)的圍巖在地地質(zhì)雷達(dá)剖面面圖上的波形雜亂，同相軸錯(cuò)斷斷。存在不密實(shí)的的雷達(dá)波檢測(cè)測(cè)圖五、混凝土厚厚度及背后缺缺陷5.2混凝土背后缺缺陷混凝土與圍巖巖之間有空洞:由于空氣與混凝土土介電常數(shù)差別較大，電磁波在混混凝土與空氣氣之間將產(chǎn)生生強(qiáng)反射信號(hào)。當(dāng)空洞比較較大時(shí)，圍巖巖界面清晰可可見，在地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)剖面圖圖上主要表現(xiàn)現(xiàn)為在混凝土土層以下出現(xiàn)現(xiàn)多次反射波波，同相軸呈呈弧形，并與相鄰鄰道之間發(fā)發(fā)生相位錯(cuò)位，且其能量明顯增增強(qiáng)。存在空洞的的雷達(dá)波檢檢測(cè)圖五、混凝土土厚度及背背后缺陷5.2混凝土背后后缺陷用500兆屏蔽天線線做拱頂檢測(cè)，采用CUII主機(jī)。圖中中箭頭所指指為脫空。。五、混凝土土厚度及背背后缺陷5.2混凝土背后后缺陷做拱腳檢測(cè)，用瑞瑞典MALA公司的CUII主機(jī)，500兆屏蔽天線線。圖中52米到76米處存在大面積脫空空。3）結(jié)果形式右線K0+000~K0+250拱頂襯砌厚厚度、背后后缺陷示意意圖左線K0+000~K0+250拱頂襯砌厚厚度、背后后缺陷示意意圖五、混凝土土厚度及背背后缺陷中梁山右線線K0+010~+030段拱頂測(cè)線線地質(zhì)雷達(dá)達(dá)圖像中梁山右線線K0+080~+110段拱頂測(cè)線線地質(zhì)雷達(dá)達(dá)圖像五、混凝土土厚度及背背后缺陷中梁山左線線K0+170~+200段拱頂測(cè)線線地質(zhì)雷達(dá)達(dá)圖像中梁山左線線K0+100~+120段拱頂測(cè)線線地質(zhì)雷達(dá)達(dá)圖像五、混凝土土厚度及背背后缺陷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、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片五、混凝土厚度度及背后缺陷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)專線鐵路隧隧道工程施工技技術(shù)指南》TZ214——2005規(guī)定：隧道開挖挖不應(yīng)欠挖，當(dāng)當(dāng)圍巖完整、石石質(zhì)堅(jiān)硬時(shí)，允允許巖石個(gè)別突突出部分侵入襯襯砌（每1m2不大于0.1m2、高度不大于5cm）。拱腳和墻腳腳以上1m范圍內(nèi)嚴(yán)禁欠挖挖。在控制超欠挖技技術(shù)的研究中，，首先應(yīng)改變觀觀念，即必需改改變“寧超勿欠欠”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)點(diǎn)，樹立“少欠欠少超”的觀點(diǎn)點(diǎn)。也就是說，，應(yīng)容許一定程程度的欠挖，例例如，日本在隧隧道施工中，基基本上容許概率率為16％的欠挖。即在在開挖斷面上取取100個(gè)點(diǎn)，有不超過過16個(gè)點(diǎn)的超挖就可可以了。這樣就就可以避免開挖挖輪廓線的無謂謂擴(kuò)大，而使超超挖得以減少。。例如，鐵路隧隧道施工規(guī)范（（TB10204—2002）規(guī)定：當(dāng)圍巖巖完整、石質(zhì)堅(jiān)堅(jiān)硬時(shí)，容許巖巖石個(gè)別突出部部分（每1m2不大于0.1m2）侵入襯砌，侵侵入值應(yīng)小于襯襯砌厚度的1/3，并小于10cm。對(duì)噴錨襯砌應(yīng)應(yīng)不大于5cm。六、斷面檢測(cè)實(shí)際施工中，周周邊孔開口位置置e有三種情況，其其出現(xiàn)機(jī)率和差差值大小則主要要決定于鉆孔水水平。第1種情況（a）不影響超欠挖挖；在（b）的情況時(shí)，將將使超挖增加一一個(gè)e值，而第3種情況，將使超超挖減小一個(gè)e值，但出現(xiàn)欠挖挖。因而，鉆孔孔時(shí)先定位，后后鉆進(jìn)，并在掌掌子面上完整醒醒目地標(biāo)出周邊邊孔位線，把e控制在較小范圍圍內(nèi)（約在3cm）是可能的。六、斷面檢測(cè)六、斷面檢測(cè)對(duì)隧道在各施工工階段的凈空尺尺寸（橫斷面凈空及超欠挖情況）采用激光斷面儀（如國(guó)產(chǎn)BJSD-2型隧道限界檢測(cè)測(cè)儀）或全站儀儀進(jìn)行檢測(cè)。通通過激光斷面儀儀對(duì)隧道各施工工階段凈空尺寸寸的檢測(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)達(dá)檢測(cè)混凝土厚厚度時(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)儀隧道斷面現(xiàn)場(chǎng)檢檢測(cè)照片六、斷面檢測(cè)1）開挖質(zhì)量在隧道開挖后，，將激光斷面儀儀架設(shè)在檢測(cè)橫斷面上對(duì)開挖輪廓進(jìn)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，，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)隧道的的開挖質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，詳見見圖3、4所示。圖3檢測(cè)凈空與設(shè)計(jì)計(jì)輪廓比較圖圖4檢測(cè)斷面數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)六、斷面檢測(cè)BJSD-2型隧道限界檢測(cè)測(cè)儀專用軟件界界面隧隧道凈空檢檢測(cè)結(jié)果六、斷面檢測(cè)在隧道開挖后，用激光斷面儀儀對(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，利用用兩次測(cè)量結(jié)果果的差值，可得出該斷面面混凝土厚度的準(zhǔn)確值（見圖5），結(jié)合地質(zhì)雷雷達(dá)圖像分析得得到的脈沖波雙程走時(shí)，再根據(jù)式（3）求出混凝土內(nèi)內(nèi)傳播的雷達(dá)波速（見圖6）。圖5混凝土厚度圖6拱頂測(cè)線處厚度度及雷達(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)線在在此斷面的波速速分別求出，再再對(duì)其進(jìn)行綜合合分析，得到混混凝土的雷達(dá)波速。除此之外，還可可將檢測(cè)斷面的的混凝土厚度作作為準(zhǔn)確值，對(duì)整個(gè)隧道混凝土土厚度的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行行修正。五、監(jiān)測(cè)、檢測(cè)測(cè)項(xiàng)目2、凈空斷面檢測(cè)測(cè)采用激光斷面儀儀對(duì)隧道開挖斷面、襯支后斷面、二襯砌斷面進(jìn)行檢測(cè)，不僅僅可以檢測(cè)出隧隧道開挖的超欠挖情況，還可以得得出襯期支護(hù)及及二次襯砌厚度，隧道凈空情況等。初支/二襯后斷面檢測(cè)測(cè)示意圖初支/二襯前斷面檢測(cè)測(cè)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)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)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、襯砌裂縫及及滲漏水西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity七、襯砌裂縫及及滲漏水在隧道全長(zhǎng)內(nèi)對(duì)對(duì)襯砌的變形和和破損、裂縫及及滲漏水位置沿沿隧道洞身里程程采用人工目測(cè)測(cè)分格素描的方方法進(jìn)行檢查。。對(duì)隧道襯砌裂縫縫采用游標(biāo)卡尺尺、超聲波檢測(cè)測(cè)儀對(duì)其寬度及及深度進(jìn)行檢測(cè)測(cè)。隧道滲漏水狀況況采用紅外探水水法進(jìn)行檢測(cè)，，同時(shí)在隧道滲滲漏水位置取水水樣進(jìn)行化驗(yàn)（（成分分析），，檢測(cè)滲漏水對(duì)對(duì)混凝土是否存存在的侵蝕作用用。提交隧道病害分分格檢測(cè)展示圖圖（見圖3），裂縫寬度、、深度檢測(cè)結(jié)果果報(bào)告。隧道病害分格檢檢測(cè)展示圖七、襯砌裂縫及及滲漏水同時(shí)，采用數(shù)字字式近景攝影機(jī)機(jī)拍攝隧道內(nèi)襯襯砌的破損、裂裂縫及滲漏水位位置等情況。數(shù)數(shù)字式近景攝影影機(jī)由數(shù)碼相機(jī)機(jī)和J2型經(jīng)緯儀及專用用支架組成。數(shù)數(shù)碼相機(jī)為CanonG2，其最大分辨率率為2272×1704即387萬像素。數(shù)碼相相機(jī)通過專用支支架連接到經(jīng)緯緯儀。數(shù)字式近近景攝影機(jī)拍攝攝方式如下所示示?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)碼攝像示示意圖七、襯砌裂縫及及滲漏水使相機(jī)從不同角角度拍攝獲得隧隧道襯砌數(shù)字圖圖像，以圖像處處理方式對(duì)襯砌砌數(shù)字圖像進(jìn)行行較正和拼接，，形成隧道襯砌砌展開圖（如圖圖所示）。將展展開圖與采用人人工目測(cè)方式得得到的隧道病