隧道監測是隧道(dào)施工的重要內容之(zhī)一,是隧(suì)道施工的一個必不可少的重要環節。快速、準確地進行現場監控測量和反饋,是(shì)隧道施工的關鍵。公路隧道監測,是在隧(suì)道施工的(de)各個階段,采用相應的(de)監測設備和技術手段對(duì)隧道施工的各種參數進行監測,以便及早發現存在的問題和缺陷。保證(zhèng)工程質量(liàng)是建設者們的基本責任,因此監(jiān)測技術作為質量管理的重要手段越來越為人們所重視。
1 工程概況
思劍公路五星嶺I號隧道為雙洞單向交通隧道(dào),左右洞測設線(xiàn)間距13.6—21.6m,劍河段屬分離式隧道。隧道裏(lǐ)程樁號為ZK110+654~ZK111+490,全長836m,YK110+655一YK111+480,全長(zhǎng)825m,建築限界淨寬10.25m,限界高度5m,設計速度為80km/h,荷載等級:公路一I級,地震設防烈度小於Ⅵ度。本工程主要對(duì)思劍公路五星嶺I號隧道二襯施工質量監測。
2 監測(cè)方法(fǎ)及精度要求
(1)二次襯砌混凝土內部缺陷分布及與初期支(zhī)護接觸情況監測:采用電磁波法(地(dì)質雷達)進行監(jiān)測,主要對(duì)拱頂(dǐng)、拱腰和邊牆布(bù)置5條測線進行監測,誤差(chà)小於5cm。
(2)二次襯砌混凝土厚度監(jiān)測:采用電磁波法(地質雷達)進行監測,主要對拱頂、拱腰和邊牆布置5條測線進行監測,監測精度1mm。
(3)隧道二襯混凝土強度監測:采用超聲回彈(dàn)綜合法(fǎ)監測,對拱頂、拱腰、邊牆五個部位進行監測,每(měi)10m一個斷麵,每10m為一強(qiáng)度評(píng)定段,每段10個測區,誤差小於0.5MPa。
(4)隧道超欠挖(wā)斷麵監測:每個(gè)斷(duàn)麵布置(zhì)15個測點,量測時激光(guāng)斷麵(miàn)儀器架設於隧道中線,采用等角測量,各測點間距一(yī)致,每20m一個斷麵。
3 測(cè)線、測點分(fèn)布(bù)及現場技術
監測依據“係統檢查、重點突出”的原則(zé)進行。係統監測是在隧道的四周布置與隧道軸線平行或垂直的測線或斷麵,對涉及隧道監測的內容進行係統(tǒng)檢(jiǎn)查。雷達測試時重(chóng)點監測了拱頂、拱腰和邊牆位置;超聲(shēng)回(huí)彈綜(zōng)合法則盡量(liàng)離散布點,使監測數據更具代表性;各方法測線及測點布置見表1。
4 監測方法及技術
4.1 地質雷達監(jiān)測
所(suǒ)謂雷(léi)達地質監測技術指的是對高頻(pín)電磁波進行(háng)利用,並且以寬頻帶短脈衝的形式(shì),從地麵,並且以天(tiān)線為傳輸手段將電磁波傳輸到地下,再經過地下物(wù)體的反射傳送到地麵,被另外(wài)一(yī)個天線(xiàn)接(jiē)受的技術。此時,可以將(jiāng)脈衝波傳輸的時間用T進(jìn)行表示。如(rú)果一(yī)直地下反射物體的脈衝波的速度,那麽就可以根據T來(lái)對反射體的深度進行計算和確定。雷達係統的基本部(bù)分如圖1。
雷達在進行監測的過程中,如果(guǒ)遇到物體的地(dì)質條件比較好(hǎo)的話,那麽就可以將(jiāng)雷達監測到的情況進行清晰的記錄,同時記錄的情況也很容易(yì)進行解釋。但是如果遇到的物體地質條件比較惡劣,那麽(me)雷達在接受的信號中,不僅存在有效信號,也存在其他信號的幹擾,幹擾的信號主要包括一些金屬物體、電纜(lǎn)等,通常來說,產生的幹擾的信號波都是呈現比較特殊(shū)的形狀,所以在記錄下來的(de)波中能夠很容易的將其辨認出來。
在本次雷達監測工程中,采用的天線為800MHz屏蔽(bì)天線,以(yǐ)此天線來對(duì)隧道二次襯砌的內部的情況以及初期支護的情況進行有效的檢測。在雷達對混凝土缺陷的相關情(qíng)況進行監測時(shí),根據反射波初始(shǐ)相(xiàng)位判斷反射麵特性。當反射波與入射波反相位,且反射信號能量較強,可判斷為混凝土存在空洞,如果能量相對較弱,可判斷為混凝土膠結不密實;當反射波與入射波同相(xiàng)位,且信號較弱,可判(pàn)斷為混凝土(tǔ)無缺陷。該部分功能(néng)由雷達(dá)軟件(jiàn)的褶積和反褶積處理來進行。
4.2 二次襯砌混(hún)凝土強度監測
4.2.1 超聲回彈綜合法監測混凝土強度超聲回彈綜合法監測混凝土強度是我國目前使用較廣的一種混凝土強(qiáng)度非(fēi)破損監測(cè)方法。采用測區回彈值和聲波波(bō)速綜合確定混凝土抗壓強(qiáng)度,它較之單一的超聲和回彈非破(pò)損監測方法具(jù)有精度高,適用(yòng)範圍(wéi)廣的優點。
由圖1、圖2可以看出。
(1)L/4與L/2控(kòng)製截麵在各級(jí)偏載作用下,橫向不均勻增大係數ξ總體呈下降趨勢;
(2)在一(yī)級偏載和四級偏載作用下(xià)L/4、L/2控製截麵橫向不(bú)均(jun1)勻增大係數ξ隨著增設(shè)橫隔梁距支點(diǎn)距離增加呈(chéng)逐漸(jiàn)變小趨勢,但幅度較小。
4.2 結構改善係數k
加固前、後控製截麵在偏載作用下結構改善係數k變化(huà)如圖3所示。
注:(1)橫軸增設橫(héng)隔(gé)梁(liáng)距支點位置,單位m。(2)縱軸為(wéi)結構改善係數k,單位為%。
由圖3可以看(kàn)出。
(1)增設橫隔梁後結構改善係數(shù)提高約10%左右;
(2)L/4、L/2控製截麵在偏(piān)載作用下結構改善係數k總體呈上升趨勢,而且隨著增設的中橫梁距支點距離增大而增大,當中橫隔梁距支點為9.15m時達到最(zuì)大,之後略(luè)有下降。
5 結論
通過以上對該T型梁橋縱向不(bú)同位置增設中橫梁對T型梁橋加固效果的分析,得出以下結論。
(1)增設中橫梁在一定程度上能明顯降低結構橫(héng)向不(bú)均(jun1)勻增大係數,增(zēng)加結構橫向整體剛度。
(2)采用增(zēng)設中橫梁對裝配式T型梁橋進行加固(gù)後,能顯著提高結構改善係數,而且隨著增設的(de)中橫梁距支點(diǎn)距離增大(dà)呈總體上升趨勢。