完工后或運(yùn)營中隧道襯砌質(zhì)量檢測
更新時(shí)間：2021-04-10 17:51
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隧道襯砌質(zhì)量檢測作為評價(jià)運(yùn)營隧道襯砌現(xiàn)狀的必要手段，是隧道維修、加固的重要前期工作。本文選取了隧道襯砌質(zhì)量檢測的九個(gè)主要項(xiàng)目，并簡要闡述九個(gè)檢測項(xiàng)目的檢測內(nèi)容、檢測方法及使用設(shè)備情況。
關(guān)鍵詞：隧道襯砌 質(zhì)量 檢測
中圖分類號： U45文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
完工后或運(yùn)營中隧道襯砌質(zhì)量檢測不僅是控制襯砌混凝土施工質(zhì)量的主要手段，也是評價(jià)運(yùn)營隧道襯砌現(xiàn)狀所必需的，是隧道維修、加固的重要前期工作。隧道襯砌質(zhì)量現(xiàn)場檢測的項(xiàng)目繁多，本文結(jié)合作者在現(xiàn)場檢測的工作經(jīng)驗(yàn)、隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性和使用功能性要求及檢測項(xiàng)目操作可行性等若干因素，選取了隧道襯砌質(zhì)量檢測的九個(gè)項(xiàng)目，作為隧道襯砌質(zhì)量主要檢測項(xiàng)目，并簡要闡述九個(gè)檢測項(xiàng)目的檢測內(nèi)容及檢測方法。
一、襯砌裂縫的檢測
襯砌裂縫是最為常見，同時(shí)也是對隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全影響較為顯著的病害形式之一。從現(xiàn)場檢測情況來看，對襯砌裂縫的長度、寬度、類型和密度的檢測操作較為便捷，可通過目測和專用測試設(shè)備（如裂縫寬度測量儀）方便地測取。而對于裂縫的深度的檢測，目前的測試方法主要是用超聲波檢測法，利用超聲儀可以較為精確地確定混凝土表面的裂縫開展深度及開展情況。
二、襯砌背后缺陷的檢測
由于隧道現(xiàn)場施工工藝、施工質(zhì)量以及混凝土收縮等多方面的原因，公路隧道襯砌出現(xiàn)了大量的襯砌背后缺陷現(xiàn)象，襯砌背后缺陷是隧道常見的且對隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力影響比較大的質(zhì)量缺陷之一。襯砌背后缺陷主要分為兩大類，一類是襯砌背后空洞，另一類是襯砌背后回填不密實(shí)。常用的檢測方法主要有地質(zhì)雷達(dá)無損檢測法、沖擊-回波法、超聲波無損檢測等。但隨著地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在中國工程界的應(yīng)用日趨成熟，已成為現(xiàn)場使用很廣泛的設(shè)備，該方法最大的特點(diǎn)是可將檢測結(jié)果作為模擬斷面進(jìn)行判斷，操作簡便，是檢測隧道襯砌質(zhì)量和襯砌背后狀況的一種有效檢測手段。就現(xiàn)場檢測工作情況來看，通過地質(zhì)雷達(dá)無損檢測，襯砌厚度以及襯砌背后缺陷的高度和縱向長度可以方便地獲取，而襯砌背后缺陷的環(huán)向范圍的測取需要在隧道橫斷面上布置環(huán)向測線，環(huán)向測線的數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集難度較大，需要有專門的設(shè)備，操作時(shí)間很長。
三、襯砌厚度的檢測
實(shí)際隧道襯砌厚度不足也是常見的隧道質(zhì)量缺陷。目前，襯砌厚度的檢測方法有：沖擊-回波法、激光斷面儀法、地質(zhì)雷達(dá)法和直接測量法等。檢測現(xiàn)場我們主要采用地質(zhì)雷達(dá)無損檢測。地質(zhì)雷達(dá)可以分別測出拱頂、拱腰、拱腳及邊墻位置的襯砌厚度，必要時(shí)也可測出仰拱的厚度，從而檢查初襯和二襯的襯砌厚度是否符合要求以及混凝土襯砌厚度變化情況。
四、襯砌強(qiáng)度的檢測
由于襯砌施工、養(yǎng)護(hù)以及經(jīng)久劣化等原因，襯砌混凝土的強(qiáng)度可能會出現(xiàn)降低現(xiàn)象，襯砌強(qiáng)度的降低將直接給襯砌結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患?；炷恋膹?qiáng)度測試方法主要有無損檢測法、半破損檢測法和破損檢測法，目前在工程界常用的有回彈法、超聲-回彈綜合法、取芯法、回彈結(jié)合取芯法、超聲-回彈綜合法結(jié)合取芯法等方法。隧道襯砌混凝土強(qiáng)度檢測主要采用回彈法和超聲-回彈綜合法進(jìn)行測試，對于個(gè)別區(qū)別采用取芯法進(jìn)行測試?，F(xiàn)場還對襯砌混凝土的碳化深度進(jìn)行了相應(yīng)的測試，采用回彈法確定混凝土強(qiáng)度時(shí)應(yīng)該采用碳化深度這一指標(biāo)進(jìn)行修正，從而得出襯砌混凝土的強(qiáng)度推定值。
五、鋼筋銹蝕的檢測
當(dāng)二氧化碳、氯離子等腐蝕性介質(zhì)侵入襯砌混凝土?xí)r，混凝土的堿性會產(chǎn)生降低或者混凝土保護(hù)層受拉開裂將造成全部或局部的鋼筋表面鈍化現(xiàn)象，鋼筋表面的不同部位會出現(xiàn)較大的電位差，開成陰陽兩極，在一定的環(huán)境條件下（如同時(shí)存在氧氣和水）鋼筋就開始銹蝕，鋼筋銹蝕后會在鋼筋表面析出Fe(OH)2, Fe(OH)2失水后生成鐵銹，鐵銹生成會導(dǎo)致體積增加2-4倍，會導(dǎo)致混凝土保護(hù)層的破壞，造成混凝土的開裂、剝落、使鋼筋截面積減小，可見，鋼筋銹蝕會對整個(gè)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性造成較大的影響。目前，在現(xiàn)場隧道檢測時(shí)一般采用半電池電位法對鋼筋銹蝕狀況進(jìn)行測試。該方法認(rèn)為鋼筋在混凝土中的銹蝕是一種電化學(xué)過程，此時(shí)在鋼筋表面形成陽極區(qū)和陰極區(qū)，在這些具有不同電位的區(qū)域之間，混凝土的內(nèi)部將產(chǎn)生電流，鋼筋和混凝土的電化學(xué)性可以看作室半個(gè)弱電池組，即鋼筋的作用是一個(gè)電極，混凝土是電解質(zhì)，鋼筋表面上某一點(diǎn)的電位可以通過和銅-硫酸銅參考電極的電位作比較來確定鋼筋的銹蝕程度。
六、保護(hù)層厚度的檢測
混凝土保護(hù)層是指混凝土構(gòu)件中，起到保護(hù)鋼筋避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，從混凝土表面到最外層鋼筋（包括縱向鋼筋、箍筋和分布鋼筋）公稱直徑外邊緣之間的最小距離。鋼筋混凝土保護(hù)層在保證結(jié)構(gòu)受力性能、結(jié)構(gòu)安全性和耐久性等方面具有重要作用。而在實(shí)際工程中，由于施工質(zhì)量以及環(huán)境等因素影響，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度普通存在不同程度的質(zhì)量問題。隧道鋼筋混凝土襯砌保護(hù)層檢測一般采用電磁檢測方法進(jìn)行無損檢測，常用的設(shè)備有國產(chǎn)鋼筋檢測儀、進(jìn)口鋼筋檢測儀和結(jié)構(gòu)探測雷達(dá)。
七、襯砌變位的檢測
襯砌變位指的是襯砌發(fā)生變形、移動(dòng)和沉降的病害現(xiàn)象，襯砌產(chǎn)生變位不僅對襯砌結(jié)構(gòu)自身的安全性有較大影響，而且過大的變形還可能導(dǎo)致襯砌內(nèi)輪廓侵入建筑限界，給隧道內(nèi)行車和行人帶來巨大的安全隱患。對于襯砌變位來說可以用兩個(gè)參數(shù)來描述，一個(gè)是襯砌變位量，也就是襯砌由竣工后的初始位置變位到現(xiàn)階段的位置所產(chǎn)生的變形量，一個(gè)是襯砌的變位速度也就是襯砌變位隨時(shí)間的變化關(guān)系。隧道施工時(shí)，各位置襯砌斷面尺寸與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸或多或少存在差異，如果按照檢測出的斷面與設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行比較獲取襯砌的變位量并不合理，換句話說，襯砌變位量難以準(zhǔn)確測出，但有一點(diǎn)我們可以斷定，隧道在建成以后能夠通過驗(yàn)收，即可認(rèn)為建成的隧道斷面能夠滿足建筑限界的要求，對于隧道襯砌變位量的評定，作者建議使用隧道激光斷面儀測取隧道當(dāng)前斷面的尺寸，并通過判斷當(dāng)前斷面是否侵入建筑限界來評定襯砌變位量狀況?？蓪⒁r砌斷面是否侵界和襯砌變位速度。
八、襯砌起層剝落的檢測
襯砌起層剝落主要包括襯砌剝落、剝離、鼓包等病害現(xiàn)象，襯砌混凝土的起層剝落會危及隧道內(nèi)的行車和行人安全。襯砌起層剝落的現(xiàn)場檢測主要有兩大類，一類是目測法，一類是儀器測法。目測法主要檢測襯砌起層剝落的位置，并對襯砌起層剝落的可能性進(jìn)行判斷。儀器測法主要采用的工具是錘子和標(biāo)尺，通過錘擊聲的強(qiáng)度、頻率、音質(zhì)等可判斷有無剝落的可能，通過標(biāo)尺的測量可以分析已發(fā)生掉落區(qū)域的深度和范圍（等效直徑）。
九、滲漏水的檢測
滲漏水在隧道檢測現(xiàn)場也是屢見不鮮，是常見的隧道病害之一，“十隧九漏”在隧道養(yǎng)護(hù)人員中廣為流傳，被稱為是隧道工程的第一大頑疾。滲漏水的存在給隧道內(nèi)的行車和行人安全造成威脅，使洞內(nèi)設(shè)施功能下降，并會對隧道穩(wěn)定和襯砌結(jié)構(gòu)安全性和耐久性造成巨大影響。在進(jìn)行隧道檢測工作時(shí)，滲漏水檢測是一項(xiàng)重要的檢測內(nèi)容。滲漏水的狀況可以通過滲漏水位置、滲漏水量、滲漏水壓、滲漏水狀態(tài)、滲漏水渾濁狀況、滲漏水PH值、水質(zhì)化學(xué)成分以及凍害等技術(shù)指標(biāo)來反映。
滲漏水是導(dǎo)致襯砌材質(zhì)劣化的原因之一，應(yīng)對其水質(zhì)進(jìn)行檢測，尤其是滲漏水呈現(xiàn)強(qiáng)酸性時(shí)，混凝土有嚴(yán)重劣化的危險(xiǎn)，需要使用pH試紙對滲漏水的酸堿度進(jìn)行測試；
在進(jìn)行隧道現(xiàn)場檢測時(shí)候，主要對滲漏水狀態(tài)、滲漏水PH值，并對是否發(fā)生凍害進(jìn)行判斷。
結(jié)束語
本文選取了隧道襯砌質(zhì)量檢測的九個(gè)主要項(xiàng)目，并簡要闡述九個(gè)檢測項(xiàng)目的檢測內(nèi)容、檢測方法及使用的主要設(shè)備。此九個(gè)項(xiàng)目也可以作為隧道襯砌維修、加固方面的評價(jià)要素，為隧道襯砌維修、加固提供了科學(xué)的技術(shù)方向。
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