根據《公路工程質量檢驗評定(dìng)標準》JTG F80/1-2004對施工質量的相(xiàng)關要求及《公路工程竣(交)工驗收辦法實施細則》2010年03月05日的相關規定(dìng),通過對隧道施工過程(chéng)中的質量檢測,達到以下(xià)目的:
(1)保證隧道初期支護和二次襯砌的施工質量;
(2)加強對施(shī)工質量的過程(chéng)控製;
(3)把(bǎ)施工過程中存在(zài)的質量缺陷(xiàn),經過相應的工(gōng)程處治後消除隱(yǐn)患,從而(ér)保證施工及運營期間的安全(quán);
(4)滿足叫竣(jun4)工驗收的要(yào)求。
(1)《公路工程(chéng)質量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004);
(2)《公路工程(chéng)竣(交(jiāo))工驗收辦(bàn)法實施細則》2010年03月05日;
(3)《混(hún)凝土中鋼筋檢測技術規程》(JGJ/T152-2008);
(4)國(guó)家(jiā)及交(jiāo)通部頒其他相關(guān)技術規範、規程等。
根據《公路工程竣(交)工驗收辦法》(交通部令2004年(nián)第3號)、《關於印發公路工程竣(交)工驗收辦法實施細則的通知》(交公路發【2010】65號)及《公路工(gōng)程質量(liàng)檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)等規定的內容對隧道工程進行實體檢測,內容及頻(pín)率如(rú)表3-1-1所示。
4.1超(chāo)挖及欠(qiàn)挖
開挖是控製隧道施工工期和造價的關鍵工序(xù)。超挖過多,不僅會因出渣量和襯砌量增多而提高工程造價,而且會因局(jú)部超挖而產生應力(lì)集中問題,影響圍岩穩定性(xìng);而欠挖則直接影響到襯砌厚度,對工程質量和安全產生隱患,處理起來費時、費力、費物。因此必須保證開挖質量,為圍岩的穩定和安全支護創造良(liáng)好條件(jiàn)。
4.1.1原理
斷麵儀法精度高、速度快、效率(lǜ)高,應首先選(xuǎn)用。其原理如下(xià):激(jī)光斷麵儀法的測量原理為極坐標法。如圖3.3.1所示,以某物理(lǐ)方向(xiàng)(如水平方向)為起算方向,按(àn)一定間距(角(jiǎo)度或距離(lí))依(yī)次測定儀器旋轉中心與實際開挖輪廓線交(jiāo)點之(zhī)間的矢徑(距離)及該矢徑(jìng)與水平方向的夾角,將這(zhè)些矢徑端點依(yī)次相連即可獲得實際開挖的輪廓線。通過洞(dòng)內的施工控製導線可以獲得斷麵(miàn)儀的(de)定點定向數(shù)據,在計算軟件的幫助下,自動完(wán)成(chéng)實際開挖輪廓線與設計開挖輪廓線的空間三維匹配,最後形成如圖3.3.2所示的輸出圖形,並可輸出各測點與相應設計(jì)開挖輪廓線之間的超欠(qiàn)挖(wā)值(距離、麵積)。
4.1.2 基本要(yào)求(qiú)及頻率
根據《公路工程質量(liàng)檢驗評定標(biāo)準》(JTGF80/1-2004),隧道開挖斷麵尺寸要(yào)符合設計要求;嚴格控製欠挖。拱腳、牆腳以上(shàng)1m範圍內嚴禁欠挖。當石質堅硬(yìng)完整且岩石抗壓強度大(dà)於30MPa,並確認不(bú)影響襯砌結(jié)構(gòu)穩定和強度時,允許岩石個別凸出部分(每1m2內不(bú)大(dà)於0.1m2)侵入斷麵(miàn),但其隆起量(liàng)不得大於50mm;應盡量減少(shǎo)超挖。不同圍岩地質條件下的允許超挖值規定如表(biǎo)3-3-1所示;隧道開挖輪廓線應按設計要求預留變形(xíng)量,預留變形量大小宜根(gēn)據(jù)監控量測信息進行調整。
備(bèi)注(zhù):①、超欠挖的測量以爆破設計開挖線為準;
②、硬岩是指岩石抗壓極(jí)限強度Rb﹥60MPa,中硬岩Rb=30~60MPa,軟岩Rb<30MPa。
③、平均線性超挖值(zhí)=超挖麵(miàn)積/爆破設計開挖斷麵周(zhōu)長(不包括隧底)
④、最大(dà)線性超挖值是(shì)指最大超挖處至設計開挖輪廓(kuò)切線的垂直距離。
⑤、表列(liè)數值不包括測(cè)量貫通誤差、施工誤差。
⑥、炮孔深度大於3m時,允許超挖值可根據實際情況另行確定。
(3)測量方法
激光斷麵儀(yí)需(xū)全站儀配合,其(qí)使用步驟如下:
①、用全站儀通過洞內的施工控製導線獲得斷麵儀的定點定向數據。
②、將斷麵儀架設在中心軸線上,對中整平後定向。
③、設置測量參數(shù)、測定斷麵數據
④、通過專用軟(ruǎn)件(jiàn)分析所測斷麵超(chāo)欠挖情況。
4.2雷達對襯砌質量的檢測
地質雷達作為一種新型的物探方法,是(shì)采用高頻電磁(cí)波(中心頻率可(kě)從幾十(shí)兆赫(hè)至千兆赫)以寬頻帶短脈衝(脈衝寬度小至1~2ns)和高(gāo)速(sù)采樣(yàng)技術(采樣間隔可達小於1ns)。可用於檢測:隧道(dào)初期支(zhī)護(hù)厚(hòu)度、鋼(gāng)支撐間距(jù)、初期支護背後空隙及回填狀況、隧道二次襯砌厚度及安全狀況描述(shù)、二次襯(chèn)砌背(bèi)後空隙(xì)及回填狀況、襯砌背後及圍(wéi)岩的裂隙水分布。
4.2.1原理
在工程質量檢測中,由(yóu)發射天線向受檢測(cè)體內發射高頻電磁波(bō),當高(gāo)頻電磁波達到受檢測體內兩種不同介質的分界麵(如:襯砌界麵、空洞、不密實帶等)時,由於兩種介質(zhì)的介電常數不同而使電磁波發生反(fǎn)射、折射和透射,入射(shè)波、反射波和折(shé)射波的傳播遵循反射定律和折射定律,反射波返回受檢測體的表麵由(yóu)接收天線所接收,形成雷達圖(tú)像信息(xī)。
雷達圖像包含(hán)的地質(zhì)信息豐富,根據雷達圖像特征對異常(如(rú):襯砌界麵、空洞、裂縫、不密實帶、鋼筋與格柵鋼架等)進行定性判(pàn)識,再根據公(gōng)式(1)可對異常作定量解釋。
h=0.5vt……………………(1)
式中:v 為(wéi)電磁波(bō)在介(jiè)質(zhì)中的傳播速度,t 為電磁波從受檢測體表麵傳播至異(yì)常(cháng)後反射回表麵的雙程(chéng)時間(jiān),h 為異常深度。如圖3.3.3所示。
由(yóu)於地質雷達方法在其探(tàn)測深度(dù)範圍內具有工作效率高、高(gāo)分(fèn)辨率和異常圖像直觀等優點,因此,該方法廣泛應用於工程(chéng)質量檢測領域。
對地質雷達原始數據進行處理。其處理流程為:數據傳輸→文件編輯→水(shuǐ)平均衡→數字濾波→零點歸位→偏移處理→能量均衡→時深轉換→文件注釋→輸出雷達(dá)時間(或(huò)深度)剖麵圖。將雷達時間(或深度)剖麵(miàn)圖作為資(zī)料解釋的基本(běn)圖件。
根據雷達時間(或深度)剖麵圖上(shàng)的波組、能量強弱分布和(hé)雙曲線等特征,解釋**混凝土厚度、混(hún)凝(níng)土襯砌厚度和判識(shí)空洞、鋼支(zhī)撐位(wèi)置及數量、拱頂及側壁後空洞、不密實帶等異常的存在位置(zhì)和規模等。
4.2.2測線設(shè)置及天線配置
隧道施工病害(hài)出現的結構薄弱環節多數在隧道上(shàng)拱部。在(zài)通常情況下對結構施工質量缺陷檢測重點放在上拱部,對邊牆(qiáng)及仰拱的檢測(cè)主要側重於施工質量整體性評估。因此要根據隧道質量控製的重點針對性的布置測線(xiàn)。
測線沿隧道上、下行線各布置7條測線。測線a、b、c、d、e、f、g(當隧道跨幅較大時,增加h、i測線)以隧道拱頂為中心,測線間距約為2m,可以保證2m2以上的缺陷不被漏檢,初期支護采用500~800MHz屏蔽天線(xiàn)進行檢測,800MHz天線控製測深1~2m,以檢測隧道襯砌結構可能存在(zài)的(de)缺陷隱患及規(guī)模狀況(kuàng);500MHz天線(xiàn)控製測深2~6m,對圍岩(yán)條件較差區(qū)段的地質病害隱患進行探測,特別是對(duì)於連拱隧道中牆上(shàng)方回(huí)填部分的檢測剖(pōu)麵,要適當調整檢測參(cān)數,以達到監控回填密實狀況的要求;在(zài)檢測中,將隨時根據實際情況適當增加測線密度以控製(zhì)異常位置,確保檢測精度和準確性;同時為控(kòng)製隧道仰拱初期支護施工質量,根據需要布置2~3條測線。初期支護雷達檢測測線布置如(rú)圖3.3.4所示。
二次(cì)襯砌混凝土厚度一般30-60cm,檢(jiǎn)測時應采(cǎi)用低頻天線以保(bǎo)證(zhèng)測量深度。檢測時采用500Mhz屏蔽天線,測線沿(yán)隧道上、下行線各布置5~11條。測線A、B、C、D、E、F、G(當隧道跨幅度較大時增加(jiā)H、I)以隧道拱頂為(wéi)中(zhōng)心,測線間距2m,L、R測線位移側邊牆中部。在檢測中,根(gēn)據檢測情況適當增加測線密度控製異常位置,以確保檢測(cè)精度和準(zhǔn)確性。測線布置如圖(tú)3.3.5所示。
4.2.3 波速標(biāo)定及檢測流程
檢測前,應在每座隧道初支、二襯已知厚度的部位(一般在洞口(kǒu)地段)或與隧道襯砌材料相同的其它預製件上進行測定(dìng)。然後根(gēn)據雷達圖像分層情況,襯砌與圍岩(空氣)的界(jiè)麵,確定襯砌混凝土(tǔ)的介電常數(shù)或電磁波波速,使確定的介電常數帶入後(hòu)的處理(lǐ)結果與(yǔ)現場實際測量的厚(hòu)度結(jié)果相吻合。一般情況下,施工方的原材料(liào)都有固定的供應源,施(shī)工配合比也相對固(gù)定,若施工過(guò)程中施工原料、配合比有變動,需重新標定有關參數(shù),然後再(zài)進行批量檢測,以確保檢測的準確性。檢測流程如圖3.3.6所示。
4.2.4檢測頻率
按照規定的(de)測線,檢測隧道每延(yán)米內的**混凝土(tǔ)厚度、混凝土襯(chèn)砌厚度、鋼支撐位置及數量、拱頂及側壁後空(kōng)洞(dòng)。根據施工進(jìn)度初期支護在二次襯砌澆築前(qián)完成所有檢測內容。
4.2.5 雷(léi)達數據采集保障措施
①天線穿(chuān)透深度大於2、縱(zòng)向分辨率為20mm的不同中心(xīn)頻率的天線組成
②檢測(cè)初支(zhī)、二襯前需進(jìn)行混凝土介電常數或電磁波速進行標定,當混凝土情(qíng)況不同(tóng)時,需進行重新標(biāo)定。
③測量(liàng)時窗和采樣頻率應根(gēn)據襯砌材(cái)料的相對(duì)介電常數、電磁波速度和檢測(cè)深度要求(qiú)確定。
④數據采集應連續,不能連續的地段可采用點(diǎn)測。
⑤采用距離觸發方式采集(jí)信號時,采集數據時確保測距輪保持同步旋轉。
⑥數據采集時(shí),確保雷達天線緊密貼在所檢襯砌的表麵。
4.3超聲回彈對二襯強度的檢測(cè)
4.3.1 原理
凝土聲速(v)一般在4000-5000km/s之間變化。混凝土強度(f)與聲(shēng)速(v)之間有較好的相關性。混凝土強(qiáng)度越高,其(qí)聲(shēng)速也越快。當知道f-v之間的關係曲線後,測出結(jié)構物混凝土的聲速就(jiù)可以推(tuī)算結構物混凝土的強度(dù)。
4.3.2檢測方(fāng)法
采用ZC3-A型中型回彈儀測量檢測區域的回彈值,聲速值(zhí)采用NM-4A非金屬超聲檢測分(fèn)析儀測得。具體步驟如下:
①測區布置:按單個構件檢測時,應在構件上均勻布置測區,每(měi)個構件上的(de)測區數不應少於10個。對同批構件按批抽樣檢測時,構件抽樣數應不(bú)少(shǎo)於(yú)同批構件的30%,且不少於10件,每個(gè)構件測區數不應少於10個。在構件上將每個測區標出。
②用回彈儀進行回彈檢測。
③標出3個測點,並塗上黃油或凡士林等耦合劑。
④將換能器壓在測點上,並按壓均(jun1)勻(yún)。
⑤使用超聲儀接受波形。
⑥丈量結(jié)構測距(jù),用卷尺(chǐ)或混凝土測厚(hòu)儀進行測量。
⑦依據規(guī)程推算結構物(wù)強度