公路橋梁隧道工程的試驗(yàn)檢測(cè)探討

摘 要：試驗(yàn)檢測(cè)是確保公路橋梁隧道工程質(zhì)量的重要手段，通過在施工過程中開展對(duì)原材料、工程成品等方面的試驗(yàn)檢測(cè)工作，可以進(jìn)一步明確檢測(cè)目標(biāo)的質(zhì)量狀況。這將有助于更好地對(duì)公路橋梁隧道工程的質(zhì)量進(jìn)行控制，避免工程病害的出現(xiàn)而影響公路橋梁隧道工程的使用壽命。而公路橋梁隧道的試驗(yàn)檢測(cè)涉及內(nèi)容較多，檢測(cè)程序也比較復(fù)雜，為更好的保證試驗(yàn)檢測(cè)的效果，以公路橋梁隧道常見病害為切入點(diǎn)展開分析，說明了試驗(yàn)檢測(cè)的重要性及作用。而后圍繞試驗(yàn)檢測(cè)的類型與方法進(jìn)行探討，并在這一基礎(chǔ)上提出提高試驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量的一些策略，旨在為公路橋梁隧道施工中試驗(yàn)檢測(cè)工作的展開提供一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：公路橋梁隧道；試驗(yàn)檢測(cè)；質(zhì)量檢測(cè)；材料檢測(cè)

中圖分類號(hào)：U456" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號(hào)：2096-6903（2025）01-0084-03

0 引言

公路橋梁隧道作為重要的基礎(chǔ)交通設(shè)施，承擔(dān)著交通運(yùn)輸方面的功能，直接關(guān)系到交通出行、貨物運(yùn)輸及地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其施工建設(shè)的安全性與可靠性至關(guān)重要。

公路橋梁隧道的試驗(yàn)檢測(cè)涉及內(nèi)容較多，檢測(cè)程序也比較復(fù)雜，為更好的保證試驗(yàn)檢測(cè)的效果，以公路橋梁隧道常見病害為切入點(diǎn)展開分析，說明了試驗(yàn)檢測(cè)的重要性及作用。而后圍繞試驗(yàn)檢測(cè)的類型與方法進(jìn)行探討，并在這一基礎(chǔ)上提出提高試驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量的一些策略。

1 公路橋梁隧道缺少試驗(yàn)檢測(cè)的危害

1.1 無法排除結(jié)構(gòu)安全隱患

公路橋梁隧道作為重要的交通設(shè)施，其結(jié)構(gòu)安全性非常重要。若是未能對(duì)材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等進(jìn)行充分測(cè)試可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全隱患，例如橋梁可能存在裂縫、變形、疲勞等問題。隧道可能存在頂管沉降、支護(hù)失效等問題。這些問題的存在會(huì)使得公路橋梁隧道在后期使用過程中，無法保證基本的安全性，給過往車輛帶來一定的安全威脅。

1.2 無法發(fā)現(xiàn)材料質(zhì)量問題

公路橋梁隧道施工中材料用量極大，還涉及較多的材料類型，如水泥、砂石等，若是沒有進(jìn)行充分的材料性能測(cè)試，就無法保證材料質(zhì)量滿足要求，這就有可能導(dǎo)致使用質(zhì)量低劣的材料，包括混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)、鋼材質(zhì)量不合格等，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，形成極為嚴(yán)重的質(zhì)量問題[1]。

1.3 地質(zhì)條件檢測(cè)不到位

公路橋梁隧道離不開對(duì)地質(zhì)條件的勘測(cè)，缺少試驗(yàn)檢測(cè)的情況下，將無法對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行進(jìn)一步的明確。這意味著地質(zhì)勘察工作的不足，地基、地層和地下水等地質(zhì)條件的檢測(cè)不到位，進(jìn)而使得工程在地質(zhì)條件變化較大的地區(qū)出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降、地層變形等問題。尤其是公路橋梁隧道對(duì)地質(zhì)要求較高，容易在后期產(chǎn)生意外停工、返工等方面的問題。

2 公路橋梁隧道中試驗(yàn)檢測(cè)的作用分析

公路橋梁隧道的試驗(yàn)檢測(cè)是指在公路橋梁隧道工程建設(shè)過程中，對(duì)原材料、施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全以及工程設(shè)施的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，以驗(yàn)證工程的質(zhì)量、安全性和可靠性的過程。綜合來看，公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測(cè)的作用主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。

2.1 明確材料質(zhì)量

工程試驗(yàn)檢測(cè)可以進(jìn)一步明確工程材料質(zhì)量是否滿足工程要求。可通過試驗(yàn)檢測(cè)工程所使用的鋼筋、水泥等材料，明確其具體強(qiáng)度指標(biāo)、抗拉能力等參數(shù)。若是試驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果顯示與工程要求相符合，則可視為材料質(zhì)量的合格，可以在工程中應(yīng)用通過試驗(yàn)檢測(cè)的材料，避免因材料質(zhì)量缺陷而對(duì)工程施工質(zhì)量帶來不利影響。

2.2 驗(yàn)證工藝應(yīng)用效果

公路橋梁隧道施工中應(yīng)用到的工藝類型比較多，通過試驗(yàn)檢測(cè)的方式，可以鑒別工藝的可能性、適用性等指標(biāo)，明確相關(guān)工藝是否滿足工程使用的需要，確保有關(guān)工藝在工程中的有效應(yīng)用，也能為工程設(shè)計(jì)理論的完善和施工工藝的積累提供數(shù)據(jù)支持，推動(dòng)施工工藝的進(jìn)步，更好地保證施工質(zhì)量[2]。

2.3 檢驗(yàn)施工質(zhì)量

試驗(yàn)檢測(cè)是檢驗(yàn)施工質(zhì)量的重要手段，通過試驗(yàn)檢測(cè)，可以明確施工過程中所使用的材料性能、結(jié)構(gòu)連接質(zhì)量、施工工藝等是否符合設(shè)計(jì)要求，進(jìn)而確保施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。特別是在工程施工質(zhì)量的控制中，無論是事前控制、事中控制還是事后控制，都離不開試驗(yàn)檢測(cè)工作的支持，通過貫穿施工全過程的試驗(yàn)檢測(cè)，可以從根本上對(duì)施工質(zhì)量狀況進(jìn)行明確。

2.4 評(píng)估結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

公路橋梁隧道工程中，試驗(yàn)檢測(cè)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)估中不可缺少的重要組成部分。通過對(duì)公路、橋梁、隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)等，可以進(jìn)一步評(píng)估結(jié)構(gòu)在交通荷載作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，以此驗(yàn)證相關(guān)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保相關(guān)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。

3 公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測(cè)具體內(nèi)容及要點(diǎn)

3.1 爆破施工質(zhì)量的試驗(yàn)檢測(cè)

隧道施工中經(jīng)常需要采用爆破的方式來進(jìn)行開挖。對(duì)于爆破后所形成的開挖條件，必須要通過試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行進(jìn)一步的明確，以確保爆破作業(yè)能夠形成良好的爆破效果，形成良好的輪廓平整度，為開挖施工提供良好的施工條件。

爆破施工質(zhì)量檢測(cè)涉及爆破后效果的評(píng)估等方面的內(nèi)容。爆破施工前，要對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，這包括巖石抗壓強(qiáng)度、裂縫性質(zhì)等，幫助確定爆破設(shè)計(jì)參數(shù)，確保爆破效果和安全性。檢測(cè)爆破孔的布置、裝藥量、裝藥方式、起爆方式等參數(shù)，確保這些參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，并及時(shí)調(diào)整以適應(yīng)實(shí)際情況。爆破施工中，檢測(cè)爆破振動(dòng)速度、爆破動(dòng)應(yīng)變等，以此評(píng)估對(duì)周邊環(huán)境及結(jié)構(gòu)的影響，確保周邊建筑物、管線等結(jié)構(gòu)和設(shè)施受到的影響在允許范圍之內(nèi)[3]。

爆破施工后，對(duì)爆破效果進(jìn)行評(píng)估，檢查爆破后所形成的隧道輪廓是否圓順，洞壁自然坡度是否滿足要求，是否存在明顯的超挖或者欠挖問題，并應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)要求對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估。對(duì)爆破后的巖石碎塊進(jìn)行分析，包括塊度分布、塊體的形狀、巖石破碎程度等參數(shù)的檢測(cè)，評(píng)估爆破效果和巖石破碎情況，明確是否滿足裝渣要求。檢查爆破后周邊炮眼的痕跡保存率，根據(jù)不同級(jí)別圍巖結(jié)構(gòu)，其保存率應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 土壤及巖石工程性質(zhì)的試驗(yàn)檢測(cè)

公路橋梁隧道工程施工中，土壤及巖石工程性質(zhì)的試驗(yàn)檢測(cè)，主要是為了評(píng)估其工程性質(zhì)是否滿足要求，主要涉及密度、含水量、抗壓強(qiáng)度等方面的檢測(cè)。

土壤工程性質(zhì)的試驗(yàn)檢測(cè)主要包括：通過濕篩分析法的方式，將土壤樣品經(jīng)過不同孔徑的篩子進(jìn)行篩分，確定不同篩孔中留存土壤質(zhì)量與總量的百分比，從而確定不同顆粒土壤的百分含量。通過測(cè)定土壤容重及實(shí)重的方式，計(jì)算土壤孔隙度。通過將土壤樣品加熱干燥，測(cè)定干土與濕土的質(zhì)量比值，計(jì)算土壤含水率。通過開展不同應(yīng)力下的壓縮試驗(yàn)，測(cè)定土壤壓縮強(qiáng)度。通過剪切試驗(yàn)測(cè)定土壤擴(kuò)展比，進(jìn)一步了解土壤在外力作用下的體積變化響應(yīng)能力。基于試驗(yàn)檢測(cè)辦法，可以明確土壤顆粒度、孔隙度、含水率等指標(biāo)，將其與工程要求進(jìn)行比對(duì)，即可明確其是否滿足工程要求。

巖石工程性質(zhì)的試驗(yàn)檢測(cè)主要包括含水率試驗(yàn)、毛體積密度試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)等。含水率試驗(yàn)通過烘干的辦法，測(cè)定巖石在天然狀態(tài)下的含水率，它反映了巖石孔隙率，用于了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密程度。毛體積密度試驗(yàn)則是為了評(píng)估巖石的致密程度和孔隙發(fā)育率，為巖體穩(wěn)定性和圍巖壓力評(píng)價(jià)提供依據(jù)，一般采用水中稱量法、蠟封法等辦法進(jìn)行測(cè)定。強(qiáng)度試驗(yàn)是為了評(píng)估巖石強(qiáng)度指標(biāo)，通過在現(xiàn)場(chǎng)取回巖心或巖塊，加工成標(biāo)準(zhǔn)件后，借助于加載設(shè)備施加壓力，測(cè)定其在遭受破壞時(shí)的極限應(yīng)力狀況，進(jìn)而評(píng)估巖石強(qiáng)度。基于巖石工程性質(zhì)的試驗(yàn)檢測(cè)，可明確巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.3 施工材料的試驗(yàn)檢測(cè)

施工材料質(zhì)量與公路橋梁隧道施工的整體質(zhì)量有著極為密切的聯(lián)系，通過開展施工材料的試驗(yàn)檢測(cè)工作，可以從根本上控制工程質(zhì)量問題的發(fā)生。原材料質(zhì)量的試驗(yàn)檢測(cè)需要根據(jù)材料類型的不同，選擇相應(yīng)的試驗(yàn)檢測(cè)方法，以明確材料的有關(guān)質(zhì)量指標(biāo)。

如鋼材質(zhì)量的檢測(cè)中，通常需要做拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)等，以此明確鋼材的抗拉強(qiáng)度、硬度指標(biāo)以及受到?jīng)_擊荷載時(shí)的韌性，判斷其是否符合工程施工的要求。根據(jù)施工的需要，還要對(duì)鋼材進(jìn)行彎曲試驗(yàn)和焊接性能試驗(yàn)，明確鋼材應(yīng)對(duì)彎曲應(yīng)力的能力和焊接屬性，以了解其施工特性。水泥、砂石等材料也要根據(jù)工程需要進(jìn)行檢測(cè)，具體檢測(cè)內(nèi)容根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范而定[4]。

施工材料的試驗(yàn)檢測(cè)前，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)的項(xiàng)目進(jìn)行明確，選擇科學(xué)的試驗(yàn)檢測(cè)方法。試驗(yàn)檢測(cè)的過程中，樣品的選取應(yīng)具備代表性，數(shù)量應(yīng)充足，取樣部位及辦法要依據(jù)有關(guān)原則展開。試驗(yàn)過程中要嚴(yán)格按照試驗(yàn)程序進(jìn)行試驗(yàn)操作，嚴(yán)格控制環(huán)境溫度和濕度等條件，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。若是發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)的材料，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，避免流入施工環(huán)節(jié)進(jìn)行應(yīng)用。

3.4 混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的試驗(yàn)檢測(cè)

公路橋梁隧道施工中，涉及較多的混凝土結(jié)構(gòu)施工，這些混凝土結(jié)構(gòu)是構(gòu)成工程體系的重要基礎(chǔ)。如橋梁中的橋墩、橋臺(tái)、梁體等結(jié)構(gòu)，隧道中的洞身、拱頂、側(cè)壁等結(jié)構(gòu)，均屬于混凝土結(jié)構(gòu)。通過對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)格試驗(yàn)檢測(cè)，可以確保工程安全性和穩(wěn)定性，保證工程的使用壽命。混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)一般包括抗壓強(qiáng)度檢測(cè)、耐久性檢測(cè)、裂縫檢測(cè)等方面的檢測(cè)內(nèi)容。

抗壓強(qiáng)度檢測(cè)主要是為了評(píng)定混凝土抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性能，將其與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，可以進(jìn)一步評(píng)估結(jié)構(gòu)的承載能力。強(qiáng)度檢測(cè)采用鉆芯法進(jìn)行取樣，并通過試驗(yàn)檢測(cè)的辦法進(jìn)行測(cè)定。鉆芯法是通過從混凝土結(jié)構(gòu)中鉆芯取樣，而后借助于試驗(yàn)設(shè)備施加壓力，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。萬能試驗(yàn)機(jī)或壓力試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備可以提供控制加載速率，并記錄加載和變形數(shù)據(jù)的功能。將養(yǎng)護(hù)好的混凝土試件置于試驗(yàn)設(shè)備中，然后施加壓力加載。在加載的過程中需要記錄載荷和試件的變形，并監(jiān)測(cè)試件的破壞形態(tài)。通過對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)的記錄和計(jì)算，即可明確混凝土試件的抗壓強(qiáng)度[5]。

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)旨在評(píng)估混凝土在長(zhǎng)期使用過程中的性能表現(xiàn)，包括抗?jié)B透性、抗硫酸鹽侵蝕性、抗氯離子侵蝕性、抗凍融性等。其中滲透性通過測(cè)定混凝土中的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙連接性來進(jìn)行評(píng)估。滲透性測(cè)試方法包括壓力滲透法、質(zhì)量損失法和電化學(xué)法等。先采用不同濃度的硫酸鹽溶液對(duì)混凝土試件進(jìn)行浸泡或噴淋，然后測(cè)定混凝土的質(zhì)量損失、強(qiáng)度損失和外觀變化等，以此評(píng)估混凝土構(gòu)件抗硫酸鹽侵蝕性。通過測(cè)定混凝土中的氯離子含量以及浸泡后的混凝土性能變化，來評(píng)估混凝土的抗氯離子侵蝕性。可將混凝土試件置于凍融循環(huán)環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)，以評(píng)估混凝土的抗凍融性能，常見的方法包括快速凍融試驗(yàn)和慢速凍融試驗(yàn)。

裂縫是混凝土的常見病害，對(duì)混凝土進(jìn)行裂縫檢測(cè)是非常重要的。混凝土結(jié)構(gòu)的表面裂縫通常通過目視觀察的方式，以快速識(shí)別裂縫位置和形態(tài)特征，但它對(duì)于隱藏裂縫或者深層裂縫，檢測(cè)效果會(huì)大打折扣。使用數(shù)字測(cè)量工具來測(cè)量混凝土表面裂縫的寬度，寬度的變化可以反映混凝土結(jié)構(gòu)受到的變形和應(yīng)力情況。使用超聲波和雷達(dá)等非破壞性檢測(cè)方法來檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的裂縫和孔洞。這些技術(shù)可以幫助識(shí)別埋藏深層的裂縫問題。

3.5 施工環(huán)境檢測(cè)

施工環(huán)境對(duì)公路橋梁隧道施工有著極為重要的影響，尤其是公路橋梁隧道多面臨河流、溝壑、溶洞等地質(zhì)環(huán)境。這些區(qū)域存在較多的不穩(wěn)定因素，尤其是軟弱危險(xiǎn)地質(zhì)，容易出現(xiàn)涌水、逆流、瓦斯氣體等危險(xiǎn)情況，給施工安全性帶來極為不利的影響。施工環(huán)境檢測(cè)可以有效檢測(cè)危險(xiǎn)因素，確保施工安全，還能控制施工活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的影響。

施工環(huán)境檢測(cè)通常從空氣質(zhì)量、氣象氣候、噪聲水平等方面入手實(shí)施檢測(cè)。其中空氣質(zhì)量方面主要是檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的大氣環(huán)境，明確PM2.5、PM10、二氧化硫、一氧化碳、粉塵等污染物的濃度，以確保施工對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)造成污染。氣象氣候檢測(cè)方面，主要是檢測(cè)溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史氣象數(shù)據(jù)和模型預(yù)測(cè)作用，為施工活動(dòng)提供基本的參考作用。噪聲檢測(cè)是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所產(chǎn)生噪聲情況進(jìn)行測(cè)定，確保施工對(duì)周邊居民的生活不會(huì)造成過大影響。這些施工環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是通過在測(cè)量點(diǎn)放置傳感器來獲取相應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的跟蹤檢測(cè)，確保施工環(huán)境對(duì)施工有利，避免由此而產(chǎn)生安全事故，帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。由于深基坑和隧道施工經(jīng)常涉及地下水活動(dòng)，還需要對(duì)地下水位進(jìn)行持續(xù)性的檢測(cè)，以控制地下水滲透作用，確保施工安全。

4 結(jié)束語

在公路橋梁和隧道工程中，試驗(yàn)檢測(cè)是確保結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量可靠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對(duì)材料、結(jié)構(gòu)和環(huán)境等方面的全面檢測(cè)，可以有效預(yù)防施工和運(yùn)營(yíng)中可能出現(xiàn)的安全隱患，保證工程的可持續(xù)發(fā)展和安全運(yùn)營(yíng)。試驗(yàn)檢測(cè)為工程質(zhì)量提供了有力保障，有助于減少事故風(fēng)險(xiǎn)，也有助于推進(jìn)工程技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。公路橋梁隧道實(shí)施試驗(yàn)檢測(cè)的過程中，應(yīng)充分考慮工程特點(diǎn)，選擇符合實(shí)際情況的檢測(cè)方法和手段，獲取可靠的數(shù)據(jù)。然后對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，并采取相應(yīng)的措施解決問題，以不斷提升工程質(zhì)量和安全水平。

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收稿日期：2024-06-10

作者簡(jiǎn)介：徐世康（1990—），男，甘肅慶陽人，本科，工程師，研究方向：土木工程、道路與橋梁。