隧道襯砌檢測及維修加固效果探究

沈 杰，常 羅

（柳州鐵道職業技術學院，廣西 柳州 545616）

0 引言

隨著社會生產力不斷的提升與發展，隧道建設呈現出了高速的發展態勢，但是根據認真的研究之后發現，由于施工或者是設計等各方面的原因，造成已經建設完畢的隧道出現了使用時間短等各種問題。為了能夠有效的解決和防治隧道病害等問題，還需要相關工作人員不能有“閉門造車”的工作思想與態度，結合國、內外研究成果，按照隧道主要的特點，針對于隧道早期出現問題，第一時間應用外側觀察法和專項檢查法，以此來大幅提升隧道的安全性?；诖?，本文主要對隧道襯砌檢測以及維修加固的效果展開深入的探討。

1 隧道工程當中的襯砌施工

當隧道工程在正式施工的過程當中，周圍圍巖的應力，會伴隨隧道開挖等各項工作不斷的展開，發生改變，非常容易造成周圍巖體的結構出現背景變形甚至是倒塌問題，給相關工作人員的生命安全帶來一定的威脅和影響，所以在隧道工程當中，需要加入一種支撐結構，對圍巖起到保護的作用，讓圍巖不會隨著工程進度的不斷深入，而出現應力改變等各種情況，降低圍巖結構出現塌落的概率，進一步提升隧道工程的總體質量，使隧道施工更具安全性，因此相關工作人員在隧道工程中，保護周圍的圍巖，使其不會隨著工程的發展而應力改變，減少四周巖體結構變形而出現塌落問題，這種支撐結構稱之為襯砌。

2 隧道當中容易出現的病害

經過認真的檢測與觀察，發現隧道部分區域發生的問題非常嚴重，若只是憑借單純的觀察方法，并不能夠準確知道病害的主要根源以及嚴重程度，所以需要應用量測或者是其他具有科學性的方法，對隧道襯砌進行專業的檢測，再應用回彈檢測隧道襯砌混凝土的實際強度、碳化深度測定儀檢測隧道襯砌混凝土碳化的深度值等[1]。

2.1 水害

隧道水害在隧道工程當中是非常容易出現的病害之一，給隧道帶來的嚴重后果，造成隧道施工材料被水浸泡而出現軟化，導致材料的內部出現問題，會造成隧道工程對人員的影響以及傷害。通過襯砌可以在隧道工程當中起到保護的作用。在具體施工的過程當中，對襯砌進行定時檢查，是確保隧道施工不會被水害問題影響的最有效方法，還能夠幫助隧道施工企業節約更多的施工材料以及成本，降低隧道工程對人生命安全所產生的影響[2]。

2.2 病害

隧道病害具有復雜性的特點，其中包括著許多內容，如襯砌變形、襯砌移動、襯砌開裂等等襯砌結構出現了損害問題。因為襯砌是保護隧道結構穩定的前提和基礎，無論是出現了哪一種病害，都會給隧道造成直接的影響，甚至導致其穩定性不斷下降，所以工作人員當發現襯砌出現病害時，需要第一時間針對于病害的主要特點進行分析和檢測，之后選擇出最科學的維修加固方法，進一步提升隧道使用的安全性以及保證其穩定性[3]。

當隧道工程當中出現了襯砌病害，引起的后果非常嚴重，不僅會導致隧道結構的穩定性不斷下降，甚至造成隧道塌方等事故，給人們帶來生命威脅，所以相關工作人員需要應用周期性的方法，來對襯砌結構進行專業的檢測，雖然說這樣的方法并不能夠以直接的方式阻止隧道病害的發生，但是能降低隧道病害的發生概率。

3 隧道襯砌檢測方法

隧道襯砌檢測工作主要針對周圍巖體以及自身混凝土質量進行全面、認真的檢測。通過專業的檢測，檢查襯砌周圍巖體結構是否出現了損壞問題，通過檢查襯砌混凝土的總體質量，幫助相關工作人員全面了解和掌握隧道整體的情況以及隧道襯砌的實際特點。

3.1 目測方法

目測方法就是通過工作人員的肉眼和簡單的手持檢測儀器對襯砌表面結構出現的裂縫或者是滲水等問題進行測量以及比較，再通過粗略的數據來分析襯砌損害的實際程度。現如今在各個類型的隧道檢測工作當中，人工目測的方法仍舊在繼續使用，但是在一些具有復雜性特點或者是斷面較大的運營隧道當中，人工目測的方法的效果并不理想，而且檢測的結果也存在著不準確性。另外，相關工作人員長時間的處在密閉和危險的隧道環境當中，對自己的身體健康、安全也會產生危害。

3.2 成孔檢測方法

成孔檢測方法主要是應用專業鉆機，對隧道襯砌進行鉆心，之后對結構的強度以及內部質量進行檢驗檢測，成孔檢測方法的優質與特點是更加直接、便捷，可以幫助相關工作人員全面了解襯砌結構混凝土的實際厚度以及破損的具體情況，但是此種方法也有一定的缺點，那就是會對隧道襯砌的主要結構產生一定的破壞。

3.3 聲波法

聲波法主要應用聲發聲器來產生聲波，并讓聲波傳輸到隧道襯砌內部，再使用聲波接收器接收反射的聲波信號。此項方法在檢測隧道襯砌混凝土的實際厚度、鋼筋的分布情況、彈性模型、出現的裂縫、空隙等各種病害方面可以發揮出明顯的優勢與特點，而且得到了廣泛的應用。不僅如此，此方法還有著投入成本低、檢測速度快的優勢與特點。若隧道處在了地下水非常豐富的巖層當中，使用聲波法進行檢測，其檢測的精度會受到一定的影響。

3.4 機器視覺方法

在對物體表面進行檢測的過程當中，機器視覺方法可以發揮出重要的作用，其主要具有非接觸式的跟蹤和識別物體表面信息的功能，所以得到了廣泛的應用。機器視覺檢測方法最明顯的優勢就是精度準，而且效度極高，可以存儲大量的數據，并且具有全斷面覆蓋等特點，但是應用機器視覺方法的過程中，還需要配備與之相對應的補光系統來進行補光，而且對采集圖像特征的識別功能也提出了更高的要求。

3.5 電磁波法

最常使用的雷達檢測主要應用的就是電磁波的原理，向隧道襯砌結構發射電磁波，之后被差異目標界面反射應用，雷達接收裝置，接收全部的反射波，再按照電磁波在時間和空間上傳播的特點進行深入分析，然后找到隧道襯砌當中出現的病害的實際位置以及程度。因為地質結構具有復雜性的特點以及雷達自身電學特點所帶來的影響，雷達法探測的深度常常會受到一定的影響，而且在分析的過程當中，需要工作經驗豐富的檢驗工作人員的配合以及具有復雜性特點的操作程序。

3.6 熱成像方法

應用電磁輻射熱溫度場來確定隧道襯砌是否出現了缺陷或者是其他病害問題，主要的原理為應用紅外配準技術的作用，以可視化的方法，將襯砌結構表面溫度分布情況真實的展現出來，再幫助相關工作人員確定襯砌結構與圍巖直接水的分布情況、圍巖地質條件的變化等等。此項方法的敏感性非常的高，即使在低溫的環境下進行工作，其工作效果也是極好的。

3.7 激光掃描方法

激光掃描方法主要是通過激光采集到襯砌表面點的三維坐標值、反射率、紋理等等具有物理性特點的信息，之后進行三維建模，通過三維建模，就可以找到襯砌缺點，之后制定出完善的方法，將問題妥善的解決，激光掃描技術能夠以最快的速度來獲取到襯砌的三維數據，還具有效率高、精準度高等優勢與特點。

3.8 回彈法與超聲回彈法

現如今，我國的施工技術水平在不斷提高和革新當中，襯砌主要分為了兩次進行建設，即初次支護以及二次襯砌。在正常的情況之下，初次支護將鋼骨架支撐周圍的基礎，之后應用噴射的方法，噴射混凝土進行全覆蓋。二次襯砌主要是將鋼筋骨架作為了重點，整體澆筑的方法，在初期支護的混凝土上面。在對襯砌混凝土強度檢測的過程當中，主要的方法就是回彈方法以及針對于二次的超聲回彈法?；貜椃椒ㄖ饕獞没貜棇炷恋膹姸冗M行了專業的測試，主要的原理為通過回彈以擊彈頭，與混凝土的表面進行碰撞，之后回彈，對混凝土表面的實際硬度進行科學的計算，之后得出混凝土的實際強度。通過將回彈法與超聲回彈法進行科學、合理的比較，發現二者之間有著很大的不同與差異，超聲回彈法受到外界因素影響非常的小，而超生回彈法比回彈方法獲得到的檢測數據會更加準確一些。

4 隧道襯砌維修加固方法

在隧道襯砌加固分為兩個部分，即周圍圍巖的穩定以及襯砌自身的加固。在進行穩定周圍圍巖的過程當中，工作人員首先需要做的就是治理滲漏水問題，保護周圍圍巖，讓內部結構更加穩定，進一步的提升隧道工程的總體質量。其次，應用錨桿來幫助巖體提高穩定性，通過對周圍掩體錨桿，在周圍巖體形成錨固力，穩定巖體，避免碎石脫落問題的出現，最終真正的實現加固巖體的目的，幫助隧道工程大幅度的提高自己的總體質量。如果經過相關工作人員認真的觀察之后發現，周圍巖體已經遭受到了極大的影響，這時需要對周圍巖體進行注漿加固，把聚氨酯或者是水泥漿液加入周圍巖體當中去，等待一段時間，水泥漿液或者是化學漿液凝固之后，就能夠進一步提升周圍巖體碎石的黏結力，幫助巖體加固，提高隧道工程的處理效果。若巖體的外部受到了侵蝕，工作人員不僅需要對滲漏水問題加強關注，還需要在隧道外的巖體、三體錨固支擋，預防山體滑坡問題出現，為生活在隧道周圍的人們提供更加安全的生活環境。如果隧道的底部厚度不一，而且軟弱不穩定的巖體，這是可以應用換填方法來進行問題的處理[4]。

當工作人員在進行襯砌加固的過程當中，還需要對日常的檢查工作加強關注，如果經過認真的分析和觀察之后發現，襯砌出現了裂損問題，則需要第一時間對襯砌進行壓漿加固。壓漿加固方法非常的適用在那些襯砌破損已經停止或者是破損速度緩慢的地方，并且可以取得很好的效果，就是通過對襯砌裂縫部位注漿壓漿，之后幫助襯砌更加的穩定，以此來延長其使用的時間以及壽命。一般的壓漿所應用的就是環氧樹脂，在天氣晴朗的環境當中，進行有序的施工。同時，襯砌破損如果已經停止或者是破損的速度較為緩慢，這時候不要將壓漿加固方法加入進去，這時候需要應用嵌補加固的方法，嵌補加固方法主要是對裂損的部位進行全面、認真的處理，再將環氧樹脂將或環氧混凝土加入進去，進行嵌補，應用水泥砂漿進行封口。應用錨固加固周圍巖體之后，在錨桿上，以噴涂的方式加入一層混凝土，這樣就能夠起到提升加固襯砌的作用，幫助錨桿的加固效果再次提高[5]。

襯砌的頂部是容易發生裂紋或者是裂縫的地方，所以在對襯砌檢測的過程當中，一定要加大對襯砌的頂部檢測的力度，如果在檢測的過程當中發現了有裂紋或者是裂縫問題的存在，則需要第一時間應用科學的方法進行處理，否則問題嚴重的話，就要進行大修。

如果經過認真的檢測和分析之后發現襯砌收到損害的情況非常嚴重，這時候工作人員需要當機立斷，應用重新建設襯砌的方法，來幫助節約更多的施工成本。假如只是襯砌墻角發生了移動，而并沒有出現下沉或者是隧道道路路面巖土突起情況，這時可以增加混凝土支撐，來幫助其基礎不斷擴大。如果隧道的底物周圍巖體被不斷侵蝕，而出現了柔弱下沉等情況或者是隧道的底部經過填充之后，出現了隧道底部巖土上鼓問題，這時可以應用增加仰供的方法，保證隧道工作整體質量具有安全性。

5 結語

隧道工程的安全問題，需要相關工作人員加強關注與重視，通過科學、合理的規劃與設計，隧道養護單位制定出健全、完善的隧道病害檢測方法，對檢測出來的相關問題進行針對性的解決，保障人們在出行的過程當中會更加的安全，也讓車輛在行駛的過程當中更加的穩定，推進我國社會經濟更加有序、健康的發展，也為我國的隧道工程更好地發展貢獻出自己的一分力量。