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。
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,目前工程實踐中多采用具有檢測速度快、不受噪音干擾等優(yōu)點的地質(zhì)雷達法進行隧道仰拱質(zhì)量檢測。
1、地質(zhì)雷達法
地質(zhì)雷達法以電磁波反射為原理,通過發(fā)射機把高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式發(fā)射入地下介質(zhì),該脈沖在地下介質(zhì)中傳播,在地下介質(zhì)的電特性發(fā)生變化的地方發(fā)生反射,接收機接收相應(yīng)的反射信號,記錄它并把它顯示在計算機屏幕上。通過連續(xù)的信號采集,在計算機屏幕上形成的地質(zhì)雷達波形圖或者灰度圖,可以形象直觀地反映出隧道襯砌的信息特征。
2、瑞雷面波法
瑞雷面波(R波)指的是一種沿介質(zhì)與空氣接觸的分界面(即地表面或自由平面)傳播的具有橢圓極化性質(zhì)的柱狀波,其在地表附近具有低頻、低速、高信噪比以及頻散等特征,對地下介質(zhì)的橫波速度非常敏感。
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)無損檢測當中。瑞雷面波法在隧道仰拱厚度定量檢測上具有較高的準確率,能夠?qū)崿F(xiàn)隧道混凝土仰拱中物性分界面的準確定位,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嵦畛湮恢眠M行高精度成像。
3、其他檢測方法
隧道仰拱施工質(zhì)量檢測與評估,除采用地質(zhì)雷達法以外,還有鉆芯法、聲波法、瞬變電磁法、超聲回彈綜合法、回彈法、地震影像法及紅外線探測法等。每種方法都具有其適用范圍和使用條件,有其獨有的特征,比如鉆芯法,雖然為局部點位檢測,代表性與雷達法相比較差,且鉆機移動緩慢, 效率不高,但其具有測試結(jié)果誤差小、直觀、檢測結(jié)果可靠等顯著優(yōu)勢。鉆芯法不僅能真實反映仰拱混凝土厚度和回填情況,還可以利用所鉆取的芯樣進一步檢測仰拱混凝土的強度以及對隧道底部圍巖情況進行檢測。