在隧道工程建設(shè)中,為了保證隧道洞身的穩(wěn)定性和安全性,經(jīng)常使用襯砌技術(shù)利用鋼筋混凝土等材料筑起一個(gè)永久性、穩(wěn)固性的支護(hù)結(jié)構(gòu),但是目前的襯砌施工還存一些問(wèn)題,容易引發(fā)隧洞變形或者坍塌,本文著重闡述關(guān)于隧道工程中混凝土的襯砌施工的質(zhì)量檢測(cè)方法。
關(guān)鍵詞:隧道工程;穩(wěn)定;襯砌;穩(wěn)定;問(wèn)題;方法
一、探地雷達(dá)方法概述
1、探地雷達(dá)的含義及其工作原理
探地雷達(dá)又稱為地質(zhì)雷達(dá),通常用于檢測(cè)各種磚石、混凝土、瀝青等建筑材料的組成和結(jié)構(gòu)問(wèn)題,在工程建設(shè)中使用的極為廣泛,對(duì)于工程施工的質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)工作有很好的促進(jìn)作用,也是質(zhì)量檢測(cè)工作的重要技術(shù)手段。在隧道工程建設(shè)過(guò)程中,探地雷達(dá)方法的運(yùn)用主要針對(duì)混凝土中的鋼筋和其它處于地下的材料進(jìn)行定位和結(jié)構(gòu)層次的分析,在隧道的設(shè)計(jì)階段,能夠?qū)Φ叵麓嬖诘牟煌瑤r層的厚度與深度進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)研,為開(kāi)工前做足準(zhǔn)備工作提供依據(jù)。
探地雷達(dá)的工作原理就是通過(guò)發(fā)射天線的高頻率電磁波,在向地下發(fā)射的過(guò)程中,利用接收端的天線接收來(lái)自地面反射發(fā)回的電磁波,電磁波在地下發(fā)射回傳的過(guò)程中,如果遇到不同巖層和地質(zhì)結(jié)構(gòu),就會(huì)產(chǎn)生不同電性屬性,電磁波在這種不同結(jié)構(gòu)所反映出的不同分界表面上反射發(fā)回的波段就存在較大的不同,天線就會(huì)通過(guò)接收到的不同的電磁波波形、所體現(xiàn)出的振幅的強(qiáng)弱程度以及反射時(shí)間的長(zhǎng)短變化等特點(diǎn),以此來(lái)甄別和判斷地下的不同巖層分布情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與形態(tài)。
2、探地雷達(dá)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
(1)探地雷達(dá)所發(fā)射的電磁波由于其波段的寬度較小,因此形成的雷達(dá)剖面圖像的分辨率就更高,工作人員就可以依據(jù)更加清晰的圖像處理相關(guān)的信息,而且探地雷達(dá)方法針對(duì)事物無(wú)論在水平方向還是垂直方向上的檢測(cè),都可以快速的開(kāi)展不間斷的檢測(cè)工作,更高效的完成各項(xiàng)指標(biāo)性能的測(cè)量,天線所發(fā)射的是高頻率的電磁波形式,不僅可以探測(cè)到地下很深很遠(yuǎn)的范圍,而且其準(zhǔn)確度很高,誤差較小,這也是很多質(zhì)量檢測(cè)人員選擇探地雷達(dá)方法的重要原因。
(2)探地雷達(dá)的質(zhì)量檢測(cè)效率很高,高頻率的電磁波發(fā)射和反射,天線的接受處理速率很快,而且電磁波在地下穿行的速度很快,節(jié)省了大量的檢測(cè)時(shí)間。電磁波在地下不同結(jié)構(gòu)的分界面發(fā)生反射,不僅速度快,而且反應(yīng)迅速,精準(zhǔn)度高,在各種介質(zhì)中傳播,在反射回到天線,天線接收的速度也很快,將形成的雷達(dá)剖面圖與一些數(shù)據(jù)信息同步傳回與其連接的計(jì)算機(jī)中,方便檢測(cè)工作人員的進(jìn)一步研究和分析工作。
(3)探地雷達(dá)的檢測(cè)過(guò)程避免了繁瑣復(fù)雜的布線操作程序,檢測(cè)效率很高。由于檢測(cè)過(guò)程中布置的天線的一端是不需要埋在地下作為接受裝置的,都是利用高頻率的電磁波在空氣和介質(zhì)中傳播反射來(lái)接收信號(hào)的,所以在施工現(xiàn)場(chǎng)布線時(shí)就可以避免很多的線路排布的瑣碎程序,也降低了檢測(cè)工作的安全風(fēng)險(xiǎn),節(jié)約了時(shí)間和大量工作人員的工作量。
(4)探地雷達(dá)能夠與計(jì)算機(jī)相互連接進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳遞和保存,提高了分析和判斷的準(zhǔn)確性和效率。比如隧道工程復(fù)雜度高,檢測(cè)程序和類別較多,尤其是針對(duì)襯砌施工技術(shù)質(zhì)量的檢測(cè),需要對(duì)各種材料的結(jié)構(gòu)分層和缺陷問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè),此時(shí)就可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)信息處理能力,快速高效的完成檢測(cè)工作,及時(shí)掌握襯砌施工質(zhì)量的真實(shí)水平。
3、針對(duì)襯砌施工的檢測(cè)方法
隧道工程的襯砌施工一般以混凝土為主要材料,因此探地雷達(dá)將對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量情況進(jìn)行檢測(cè)分析,首先要將天線布置在襯砌施工后的混凝土結(jié)構(gòu)表面,要保障同時(shí)滿足電磁波的發(fā)射以及回收,如此高頻率的電磁波在進(jìn)入襯砌施工結(jié)構(gòu)內(nèi)部后,就可以根據(jù)電磁波的反射波形情況以及傳回的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)判斷混凝土結(jié)構(gòu)是否存在開(kāi)裂、缺陷和大量縫隙。
二、探地雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用
1、工程概況與檢測(cè)的先期準(zhǔn)備
本文以新嶺隧道為例,包括兩個(gè)雙車道分離式隧道,隧道長(zhǎng)度約為1423m,隧道的最大埋深約為156m。Ⅱ類圍巖地段,混凝土襯砌的設(shè)計(jì)厚度為45cm,采用鋼筋混凝土;Ⅲ類圍巖地段,混凝土襯砌的設(shè)計(jì)厚度為40cm,采用素混凝土;Ⅳ類圍巖地段,探地雷達(dá)系統(tǒng)采用美國(guó)GSSI公司SIR-2型,在拱頂及距拱頂中心線平距為2m的兩邊位置布設(shè)測(cè)線,沿混凝土襯砌表面,通過(guò)車載天線進(jìn)行檢測(cè)。
2、檢測(cè)結(jié)果及驗(yàn)證
(1)K207+100~K207+145,Ⅰ類圍巖地段,存在多個(gè)小空洞,密實(shí)程度不滿足要求,混凝土的厚度在20~40cm,空洞的高度在10~25cm,其中部分地段的空洞較大,最大可以達(dá)到5m。鉆孔檢測(cè)的混凝土厚度為42cm,空洞的高度為24cm。
(2)K207+150~K207+185,Ⅰ類圍巖地段,混凝土厚度在15~25cm,空洞高度在20~25cm。鉆孔檢測(cè)的混凝土厚度為24cm,空洞高度為32cm。
(3)K207+255~K207+270,Ⅱ類圍巖地段,混凝土厚度在15~30cm,空洞高度在15~45cm,空洞范圍在5~6m之間。鉆孔檢測(cè)的混凝土厚度為17cm,空洞高度為50cm。
(4)K207+285~K207+310,Ⅲ類圍巖地段,混凝土厚度在5~20cm,空洞高度在20~60cm,空洞范圍在12m左右。鉆孔檢測(cè)的混凝土厚度為8cm,空洞高度為65cm。
三、隧道混凝土襯砌質(zhì)量問(wèn)題處理方案
隧道的襯砌施工的厚度要小于5cm,如果拱頂與邊拱的混凝土襯底厚度在施工中要超過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)的70%,要保障拱頂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,可以利用小石子為主的混凝土來(lái)鋪筑,可以起到提高襯砌密度的作用,邊拱要將原有的材料全部清除,重新修筑;如果施工中低于設(shè)計(jì)時(shí)的70%,拱頂再根據(jù)不同的圍巖地段進(jìn)行合理施工。
結(jié)束語(yǔ):探地雷達(dá)檢測(cè)法能夠高效準(zhǔn)確對(duì)隧道工程建設(shè)中的襯砌施工進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),希望本文的介紹和相關(guān)分析能夠?yàn)樗淼澜ㄔO(shè)提供一些建議,在隧道襯砌的一些細(xì)節(jié)處理上更加科學(xué)合理,防止安全事故突發(fā)。