中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
隧道圍巖支護(hù)一般分為初期支護(hù)和二次襯砌，二次襯砌是隧道工程施工在初期支護(hù)內(nèi)側(cè)施作的模筑混凝土或鋼筋混凝土襯砌，與初期支護(hù)共同組成復(fù)合式襯砌。二次襯砌作為承受圍巖壓力和最后一道止水結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量直接關(guān)乎后期隧道運營期間的通車安全，如何對公路隧道二次襯砌質(zhì)量進(jìn)行有效檢測一直是工程界關(guān)心的熱點。
受施工水平和工藝的影響，二次襯砌經(jīng)常會出現(xiàn)背后脫空或者不密實、厚度不足等質(zhì)量問題，給后期使用帶來安全隱患。
一、隧道二襯作用及厚度不足的危害
按照新奧法原理設(shè)計的公路隧道,采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)形式,其中二次襯砌是不可缺少的必要組成部分。地質(zhì)條件良好的圍巖在初期支護(hù)后,結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定,二次襯砌成為安全儲備受力結(jié)構(gòu)。在淺埋段、斷層、土質(zhì)隧道等軟弱圍巖地質(zhì)段,初期支護(hù)很難保證圍巖結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定,二次襯砌則起到控制圍巖變形的作用并保證隧道的長期穩(wěn)定。
二襯厚度不足,結(jié)構(gòu)有效受力截面將減小,無法滿足受力要求,局部產(chǎn)生應(yīng)力集中,安全儲備不夠。尤其是在拱頂和拱腰部位,因為彎矩較大,如果二襯厚度不足,容易產(chǎn)生裂縫。因此，對隧道的二次襯砌的施工質(zhì)量檢測和控制尤為重要。在施工生產(chǎn)過程中,必須嚴(yán)格保證二襯厚度滿足設(shè)計要求。
二、隧道二襯厚度的質(zhì)量要求
根據(jù)JTGF60-2009《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,襯砌厚度不小于設(shè)計值。
JTGF80/1-2017《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,襯砌厚度實測項目為涉及結(jié)構(gòu)安全和使用功能的關(guān)鍵項目,其合格率不得低于90%。
三、隧道二襯厚度檢測方法
目前，在隧道二襯厚度的檢測中，常用的檢測方法包括鉆孔法、激光斷面儀法、地質(zhì)雷達(dá)法等。
1、地質(zhì)雷達(dá)檢測法
地質(zhì)雷達(dá)法基于高頻率電磁波，通過短脈沖和寬頻電磁波，經(jīng)代表發(fā)射天線將電磁波傳送到地下，再借助地下地質(zhì)層或洞隙、滲漏區(qū)和鋼筋等目標(biāo)體反回地表，被天線所接收，通過計算機(jī)信息數(shù)據(jù)分析地下地質(zhì)層或目標(biāo)體與周圍介質(zhì)的電磁特性差異，可掌握目標(biāo)體的性質(zhì)及形態(tài)。
若天線發(fā)射的電磁波在隧道襯砌和圍巖內(nèi)傳播，遇到空隙裂縫、襯砌邊界和圍巖縫界面時發(fā)生反射現(xiàn)象，被反射回的電磁波再由天線接收到以信號形式輸入計算機(jī)，通過數(shù)據(jù)處理軟件，對反射回波進(jìn)行處理，得到雷達(dá)灰度剖面圖，根據(jù)同相軸或等灰線、等色線等雷達(dá)圖像，來判斷襯砌厚度、反射界面的位置以及埋設(shè)物或空洞的位置。
2、激光斷面儀檢測法
該方式在具體實踐過程中，主要是應(yīng)用了極坐標(biāo)法，以某物理方向為起始方向，按一定間距角度與距離依次一一測定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實際開挖輪廓線的交點之間的矢徑（距離）及該矢徑與起始方向之間的夾角。將這些矢徑端點依次相連即可得到實際開挖輪廓線。
借助相關(guān)的施工控制導(dǎo)線，可對斷面儀定點數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，在計算機(jī)軟件的輔助之下，可自動化的完成設(shè)計開挖輪廓線與實際開挖輪廓線之間的空間匹配，并可獲得各測點與開挖輪廓線之間的面積和距離，若順著隧道軸線按照特定間隔對各斷面進(jìn)行測量，一般可對欠挖方量、超挖方量、開挖放量等信息進(jìn)行獲取。
3、鉆孔法
在指定位置使用電鉆垂直于隧道二襯表面鉆進(jìn)，鉆至規(guī)定深度后使用高清內(nèi)窺鏡了解孔位內(nèi)部情況，觀察二襯是否被鉆穿，可使用卷尺對脫空、二襯的厚度進(jìn)行測量。如果沒能鉆穿二襯，則鉆孔的底部一般會是比較均勻的整齊面，如果已鉆穿二襯，一般會看到防水板、松散的砂石等等。
四、 結(jié)語
隧道作為埋置于地層內(nèi)的工程建筑物，安全性要求很高，對于隧道建設(shè)質(zhì)量及運營安全來講，隧道二襯厚度至關(guān)重要，所以要求非常嚴(yán)格，檢測是把關(guān)質(zhì)量的一項重要工作。
