芻議公路隧道質(zhì)量檢測的技術(shù)措施

鄭敏

陜西興通監(jiān)理咨詢有限公司 陜西西安 710117

摘要：本文從洞內(nèi)滲漏水、襯砌裂縫、拱墻背后脫空、限界受侵以及噴射混凝土支護不平整等這幾方面來分析隧道的常見質(zhì)量問題，并提出了各種隧道檢測技術(shù)，包括地質(zhì)雷達檢測、激光斷面儀檢測、回彈法檢測、聲波反射法檢測以及火焰檢測等等進行研究探討。

關(guān)鍵詞：公路隧道；質(zhì)量問題；檢測技術(shù)

隨著我國隧道規(guī)模越來越大，建設(shè)過程中也出現(xiàn)了越來越多的病害或質(zhì)量問題，為我國的公路隧道建設(shè)帶來很大的挑戰(zhàn)。工程師和建設(shè)者要正確面對隧道建設(shè)中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，認真研究隧道質(zhì)量檢測技術(shù)及解決方案，保證公路交通的安全運營。

1、公路隧道的常見質(zhì)量問題分析

公路隧道在它與眾不同的功能性及結(jié)構(gòu)性要求下，往往比其他建設(shè)工程的施工難度要大。而且，會出現(xiàn)很多質(zhì)量問題，比如：洞內(nèi)滲漏水、襯砌裂縫、拱墻背后脫空、限界受侵、噴射混凝土支護不平整等等，只有正確認識到這些問題的成因及現(xiàn)象，才能找出解決辦法。

1.1洞內(nèi)滲漏水

公路隧道在建設(shè)的過程中以及建成之后，多少都會受到地下水的影響。如果支護技術(shù)不成熟、襯砌密度不夠、混凝土中間存在空隙、振搗不到位，隧道的墻、拱就會出現(xiàn)滴水、滲水、漏水現(xiàn)象，隧道路面也會出現(xiàn)冒水現(xiàn)象。這種情況會對行車安全帶來隱患，甚至威脅到襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

1.2襯砌裂縫

襯砌開裂通常都是因為多種原因綜合作用導(dǎo)致的，主要因素有兩方面：一是設(shè)計局部不符合實際地形，隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計受力不均。二是施工方法不規(guī)范，管理不當(dāng)。其中，施工方面的問題主要因為拆除模型時間過早、基底清理得不夠干凈、混凝土灌注速度不對、襯砌厚度不均勻等原因。

1.3拱墻背后脫空

拱墻背后脫空是拱墻與初期支護之間存在空洞，導(dǎo)致隧道表層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。其原因是由于預(yù)留的防水卷材不足、混凝土水灰比調(diào)整不及時、沒有有效堵塞初期支護與堵頭模型間的空隙。

1.4限界受侵

建設(shè)公路隧道的過程中，可能會遇到比較松軟的地層，圍巖在較大的地壓時會產(chǎn)生很大的變形，不當(dāng)?shù)氖┕し椒ɑ虿患皶r正確支護都可能造成塌方。通常施工人員會為了保證施工安全而急于修筑，從而忽視了斷面界限，使界限受侵。也有可能因為在混凝土澆筑襯砌過程中模板剛度、強度不足而走模，導(dǎo)致限界受侵。

1.5噴射混凝土支護不平整

用混凝土噴射支護表面時，經(jīng)常會出現(xiàn)波浪狀、葡萄狀或丘陵狀等凹凸不平的現(xiàn)象。支護表面不平整，嚴(yán)重影響到防水板等防水材料的鋪設(shè)。這種現(xiàn)象可能是由于超挖過度，又沒有使用光面爆破的原因引起的。也有可能是因為混凝土本身質(zhì)量不合格或鋼筋網(wǎng)、鋼拱架和格柵拱不平的原因。

2、公路隧道質(zhì)量檢測的有效技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展，公路隧道的檢測技術(shù)也越來越發(fā)達。各種各樣的檢測技術(shù)層出不窮，不但可以精確地檢驗出隧道存在的質(zhì)量或環(huán)境問題，而且，對完工隧道的損壞也越來越小。我國在發(fā)展公路隧道修建水平的同時，對隧道的檢測技術(shù)也頗有研究，特別是無損檢測技術(shù)，在公路隧道質(zhì)量檢測中得到廣泛運用。隧道檢測技術(shù)為公路隧道的安全運營做出了巨大貢獻。

2.1地質(zhì)雷達檢測技術(shù)

地質(zhì)雷達檢測技術(shù)是一種通過光譜電磁確定地下介質(zhì)分布的檢測技術(shù)。地質(zhì)雷達主要由主機、兩根天線以及配套軟件三部分組成，其中，發(fā)射天線發(fā)射出的高頻脈沖電磁波向地下傳播，它的電磁場強度、途徑及波形都會因所通過的介質(zhì)介電常數(shù)不同而變化，并反射一部分電磁波由接收天線接收。雷達主機則對這部分反射波進行處理，從而推斷出介質(zhì)結(jié)構(gòu)。地質(zhì)雷達檢測技術(shù)在檢測隧道初期支護、混凝土不連續(xù)面、二次襯砌的厚度和背后空洞上有很好的效果。

2.2激光斷面儀檢測技術(shù)

隧道激光斷面儀檢測法是以某個物理方向為起算方向，間隔一定的角度或距離連續(xù)測定斷面儀旋轉(zhuǎn)中心與開挖的實際輪廓線交點之間的矢徑，以及該輪廓線矢徑與水平方向的夾角，實際開挖的輪廓線即所有矢徑端點通過依次相連形成的曲線。若對隧道軸向間隔一定距離的數(shù)個斷面進行測量，還能夠計算出欠挖方量、超挖方量等數(shù)據(jù)。隧道建設(shè)在完成臨時支護和初次襯砌后，以及隧道二次襯砌完工后的現(xiàn)場檢測中，都要用到激光斷面儀檢測技術(shù)在同一里程處進行檢測，以得到斷面輪廓的數(shù)據(jù)資料，掌握隧道施工情況。

2.3回彈法檢測技術(shù)

隧道工程在完成二次襯砌的修建后，通常采用回彈法對隧道質(zhì)量進行檢測。檢測過程中，檢測點應(yīng)均勻分布在測區(qū)范圍內(nèi)，每兩個測點之間至少相距30mm，一個測區(qū)中設(shè)置16個回彈值，分別去掉3個最大值和最小值，再以其余10個值得平均值為該測區(qū)最終回彈值，最后，換算并推定測區(qū)二次襯砌的混凝土強度。由于回彈法操作的可能性限制，一般是在隧道拱墻上端布置測區(qū)，將回彈儀安置成水平狀態(tài)，正常情況下不必調(diào)整角度或修正澆筑面。

2.4聲波反射法檢測技術(shù)

由錨桿、圍巖和混凝土砂漿組成的結(jié)構(gòu)中，若從錨桿端點處發(fā)射彈性波，波會沿著錨桿傳播并向四周輻射能量，并在錨桿和砂漿、圍巖和砂漿之間的界面進行反射或透射。變截面桿是對錨固體系的簡化，通過對其研究可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)變截面桿的截面材料或面積不一樣時，在之上傳播的彈性波會在這個截面上發(fā)生反射及透射，并且反射波紋與透射波紋因材料類型或截面面積不同而不同。錨桿、圍巖和砂漿的波阻抗差異很小，所以，當(dāng)它們之間接觸密實的時候，由錨桿發(fā)出彈性波幾乎完全透射進入圍巖，少數(shù)反射回來的能量信號也非常有規(guī)律。但當(dāng)這三者之間沒有均勻密實地澆灌時，砂漿中就會出現(xiàn)空腔等不密實段，彈性波就會在這些空腔與砂漿、錨桿與空腔的界面上產(chǎn)生變化較大、能量較強的反射。根據(jù)這個原理，用儀器接收錨桿上反射回來的信息，分析各個界面反射波的強度及反射時間的長短，即可測定錨桿長度和錨固的整體質(zhì)量。錨桿質(zhì)量檢測儀就是進行聲波反射檢測的常用儀器，一般具有設(shè)置參數(shù)、采集數(shù)據(jù)和存儲的功能。但對數(shù)據(jù)的精細處理還需借助相應(yīng)的軟件。

2.5火焰檢測技術(shù)

隧道火焰檢測技術(shù)從檢測距離上分類可以分為接觸式檢測和非接觸式檢測兩種方式。前者主要以溫度和煙霧濃度為參數(shù)，后者則是利用紅外線或紫外線測溫技術(shù)和視頻技術(shù)進行檢測。隧道火焰檢測技術(shù)是火災(zāi)檢測的重要手段。

3、結(jié)束語

公路隧道質(zhì)量問題是事關(guān)公共安全、經(jīng)濟穩(wěn)定的重要問題。受人為、自然、技術(shù)等因素影響，它的表現(xiàn)形式多種多樣，具有不同程度的危害性。為了盡可能減少甚至消除公路隧道質(zhì)量問題，必須在公路隧道從設(shè)計到施工保養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，積累經(jīng)驗，因地制宜，探索出新技術(shù)、新工藝，不斷提高隧道施工水平，以確保施工安全及隧道質(zhì)量，造福社會。

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