無(wú)損檢測(cè)在隧道工程中的應(yīng)用簡(jiǎn)介

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1、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用簡(jiǎn)介摘要：本文根據(jù)土木工程測(cè)試技術(shù)課程內(nèi)容，結(jié)合隧道工程知識(shí)背景，初步介紹無(wú)損檢測(cè)在隧道工程中的應(yīng)用。主要包括錨桿質(zhì)量檢測(cè)儀檢測(cè)錨桿質(zhì)量，回彈儀檢測(cè)混凝土強(qiáng)度，地中雷達(dá)檢測(cè)二次襯砌厚度、格柵鋼架及鋼筋網(wǎng)的布置。關(guān)鍵詞：隧道工程無(wú)損檢測(cè)二次襯砌地質(zhì)雷達(dá)1、概述隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，交通工程已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)與支撐，高等級(jí)公路、高速鐵路的建設(shè)得到極大推進(jìn)。隧道工程由于具有優(yōu)化道路線(xiàn)形、縮短公路里程、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)，日益引起人們的重視，修建的數(shù)量越來(lái)越多，規(guī)模越來(lái)越大。表1為我國(guó)近年公路隧道統(tǒng)計(jì)表：年份20032004200520062007公路隧道數(shù)

2、量/(座)21752495288937884673長(zhǎng)度/(Km)1000.81245.61527.01841.82555.5特長(zhǎng)隧道數(shù)量/(座)2733434983長(zhǎng)度/(Km)99.7126.3165.9191.8361.0表12003年～2007年我國(guó)公路隧道數(shù)量統(tǒng)計(jì)表由于隧道工程地質(zhì)環(huán)境特殊、施工環(huán)境惡劣，并且施工工藝、管理水平等因素都會(huì)對(duì)隧道質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以必然會(huì)造成施工質(zhì)量難以保證的問(wèn)題；同時(shí)隧道運(yùn)營(yíng)受周?chē)h(huán)境影響較大，所以在隧道運(yùn)營(yíng)中也常會(huì)出現(xiàn)各種病害。以我國(guó)鐵路隧道為例，到2003年底，我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)隧道5200多座，其中60%以上存在著各種不同程度的病害。它們不但損害了隧道的整

3、體結(jié)構(gòu)，并且對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)安全構(gòu)成了極大威脅。所以，我國(guó)相關(guān)法規(guī)規(guī)定，隧道交付使用前要進(jìn)行全面的結(jié)構(gòu)檢測(cè)，同時(shí)，運(yùn)營(yíng)中的隧道每隔固定年份也要進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)。我國(guó)隧道傳統(tǒng)的質(zhì)量檢測(cè)方法是在隧道斷面上進(jìn)行抽樣，選取測(cè)點(diǎn)，采用鉆孔或開(kāi)槽的方法，觀(guān)測(cè)襯砌厚度、襯砌背后回填情況并取得混凝土試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，從而對(duì)隧道結(jié)構(gòu)得出評(píng)價(jià)。這種方法存在明顯的弊端，主要表現(xiàn)在：（1）鉆孔或開(kāi)槽，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，效率較低，并且對(duì)隧道結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生危害；（2）不能發(fā)現(xiàn)隱蔽的缺陷，缺乏對(duì)隧道全面的了解。為此，鐵道部等相關(guān)單位在借鑒國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了一系列的科研項(xiàng)目，提出了適用于我國(guó)隧道工程的無(wú)損檢測(cè)方法。目前，我國(guó)是無(wú)損檢測(cè)

4、技術(shù)日漸成熟，并廣泛應(yīng)用于隧道工程無(wú)損檢測(cè)。其中，《鐵路隧道襯砌質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)規(guī)程》（TB10233—2004）對(duì)鐵路隧道無(wú)損檢測(cè)的內(nèi)容、方法都有明確規(guī)定。目前隧道中常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)方法有回彈法、超聲法、紅外線(xiàn)法、地質(zhì)雷達(dá)法，這些方法針對(duì)不同的測(cè)試對(duì)象有不同的測(cè)試內(nèi)容。本文結(jié)合相關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)要介紹錨桿檢測(cè)儀、回彈儀和地質(zhì)雷達(dá)分別在錨桿質(zhì)量檢測(cè)、混凝土強(qiáng)度檢測(cè)和混凝土厚度及缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用。2、隧道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介隧道結(jié)構(gòu)具有一定的隱蔽性，一般都修建在具有一定深度的地下，結(jié)構(gòu)被巖土體包圍。正是由于它的這一特性，使其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)理念，以及施工方法與其他的工程結(jié)構(gòu)有較大差異。圖1為一典型的新奧法施工的隧道襯砌結(jié)

5、構(gòu)示意圖：主要由四部分：（1）由砂漿錨桿組成的加固區(qū)；（2）由格柵拱架（或鋼拱架）、鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土組成的初次襯砌；（3）由防水板材、排水管組成的防、排水系統(tǒng)；圖1典型隧道襯砌結(jié)構(gòu)示意圖（4）鋼筋混凝土組成的二次襯砌。該結(jié)構(gòu)的施工順序：開(kāi)挖洞室→打系統(tǒng)錨桿→施作初期支護(hù)→施作防水層→施作二次襯砌。由于隧道工程的施工空間有限，工作面較少，所以施工質(zhì)量難以保證；同時(shí)，隧道工作環(huán)境復(fù)雜，容易受地下水侵蝕，往往會(huì)加劇隧道的損害。隧道工程中常見(jiàn)的問(wèn)題如下：（1）錨桿未能達(dá)到設(shè)計(jì)錨固效果；（2）襯砌背后有空洞；（3）鋼拱架是否按設(shè)計(jì)要求布置；（4）襯砌強(qiáng)度不夠、厚度不足。針對(duì)隧道中的上述問(wèn)題，目前隧道常

6、見(jiàn)的檢測(cè)項(xiàng)目包括錨桿質(zhì)量檢測(cè)、混凝土強(qiáng)度檢測(cè)、襯砌厚度及缺陷檢測(cè)及鋼拱架及鋼筋網(wǎng)的密度檢測(cè)。3、隧道工程中常用的無(wú)損檢測(cè)方法及基本原理3.1無(wú)損檢測(cè)的定義無(wú)損檢測(cè)是指以不損及其將來(lái)使用和使用可靠性的方式，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行宏觀(guān)缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的評(píng)定，并進(jìn)而就結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對(duì)特定應(yīng)用的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。無(wú)損檢測(cè)方法按檢測(cè)對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件是否造成破損，分為：（1）非破損檢測(cè)方法：如回彈法、超聲法、超聲—回彈綜合法、磁測(cè)法、電測(cè)法、電磁波法、射線(xiàn)法等；（2）半破損檢測(cè)方法：如鉆芯法、拔出法、射釘法等。目前，隧道工程中的無(wú)損檢測(cè)方法有較多，常見(jiàn)的有回彈法、超聲法、地質(zhì)

7、雷達(dá)法等。3.2回彈法的基本原理回彈法是利用回彈儀檢測(cè)混凝土構(gòu)件強(qiáng)度的方法?；驹恚河靡粡椈沈?qū)動(dòng)的重錘，通過(guò)彈擊桿彈擊混凝土表面，并測(cè)出重錘被反彈回來(lái)的距離，以回彈值作為強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，來(lái)推測(cè)混凝土強(qiáng)度，屬于一種表面硬度法，特點(diǎn)：雖然檢測(cè)精度不高，受操作方法、儀器性能、氣候條件影響較大，但由于其設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)試迅速等優(yōu)點(diǎn)，該方法在我國(guó)得到迅速發(fā)展。圖2幾種常用的回彈儀3.3地質(zhì)雷達(dá)法3.