隧道是一種穿越地層的結(jié)構(gòu),在施工期間對原有地層巖體進(jìn)行擾動(dòng),周邊圍巖應(yīng)力場發(fā)生應(yīng)力重分布,隧道結(jié)構(gòu)與周邊圍巖組成共同承受壓力的共同體,而仰拱在其中發(fā)揮著十分重要的作用。
隧道仰拱是為了改善上部結(jié)構(gòu)受力條件而設(shè)置在隧道底部的反向拱形結(jié)構(gòu),主要是將隧道上部底層壓力有效傳到地下,并有效抵抗隧道下部地層傳來的反力,是隧道結(jié)構(gòu)的重要組成部分,能夠有效增加隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
但隧道仰拱作為一項(xiàng)隱蔽工程,其施工質(zhì)量不易控制,如果施工質(zhì)量低下,不能滿足設(shè)計(jì)要求,出現(xiàn)仰拱厚度不足、仰拱強(qiáng)度不夠、仰拱底部清理不徹底等問題,在運(yùn)營過程中隧道就容易出現(xiàn)仰拱上浮、開裂及冒水等仰拱病害,影響隧道結(jié)構(gòu)安全,甚至危及行車安全。因此,加強(qiáng)隧道仰拱施工質(zhì)量檢測,用科學(xué)數(shù)據(jù)把控隧道仰拱質(zhì)量安全顯得十分必要。
針對隧道仰拱施工質(zhì)量的檢測有多種方法,為避免傳統(tǒng)有損檢測方法效率低、破壞結(jié)構(gòu)、偶然性大等缺點(diǎn),目前工程實(shí)踐中多采用具有檢測速度快、不受噪音干擾等優(yōu)點(diǎn)的地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行隧道仰拱質(zhì)量檢測。
除了受到儀器本身噪聲的影響外,地質(zhì)雷達(dá)精度還受到天線貼合度、大型機(jī)械的干擾等因素的影響,所以在檢測時(shí),應(yīng)盡量保證檢測天線平穩(wěn)、勻速前進(jìn),保持適當(dāng)?shù)臋z測速度,并隨時(shí)記錄好可能對檢測結(jié)果造成干擾的物體和位置,以防后期發(fā)生誤判。
由于瑞雷面波方法對近地表探測方面具有較高的分辨率,隨著對隧道襯砌仰拱檢測精度的要求的提高,近年來瑞雷面波方法逐漸被更多地應(yīng)用到國內(nèi)隧道混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測當(dāng)中。瑞雷面波法在隧道仰拱厚度定量檢測上具有較高的準(zhǔn)確率,能夠?qū)崿F(xiàn)隧道混凝土仰拱中物性分界面的準(zhǔn)確定位,并且該方法對仰拱結(jié)構(gòu)中的鋼筋不敏感,能夠?qū)ρ龉凹捌浠炷撂畛鋵又械牟幻軐?shí)填充位置進(jìn)行高精度成像。
通過以往人們對瑞雷面波檢測結(jié)果與鉆孔驗(yàn)證結(jié)果對比分析,發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)果一致性較高,從而驗(yàn)證了此方法的可靠性。由于面波探測深度較淺,為了更好地保證結(jié)果的準(zhǔn)確性,瑞雷面波法用于隧道仰拱厚度檢測時(shí),應(yīng)使用可以激發(fā)和接收到高頻信號成分的瑞雷面波震源-檢波器接收系統(tǒng)。
在實(shí)際檢測當(dāng)中,不應(yīng)只局限于某一種檢測方法,而應(yīng)根據(jù)具體檢測需求選擇一種或幾種較為適宜的檢測方法,以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和檢測效率,如:當(dāng)需要檢測仰拱厚度和強(qiáng)度時(shí),可采用傳統(tǒng)地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆芯檢測;當(dāng)需要檢測仰拱鋼筋和鋼架情況時(shí),則可選用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行檢測。同時(shí),由于仰拱本身是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),鋼筋的存在會對雷達(dá)波的成像質(zhì)量造成一定的影響,在對地質(zhì)雷達(dá)法等檢測結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)要充分考慮此方面因素對結(jié)果的影響。