在隧道工程(chéng)建設中(zhōng),為了保證隧(suì)道洞身的穩定性和安全性,經常使用(yòng)襯砌技術利用鋼筋混凝土等材料築起一個永久性(xìng)、穩(wěn)固性的支護結構,但是目前的襯砌施工還(hái)存一(yī)些(xiē)問題,容易引發隧洞變形或者坍(tān)塌,本文著重闡述(shù)關於隧道工程中混凝土的襯砌施工的質量檢測方法。
關鍵(jiàn)詞:隧(suì)道工程;穩定;襯砌;穩定;問題;方法
一、探地雷達方法概述
1、探地雷達的含義及其(qí)工作(zuò)原理
探地雷達又(yòu)稱為地質雷(léi)達,通(tōng)常用(yòng)於檢測(cè)各種磚石、混凝土、瀝青等建築(zhù)材料的組成和結構問題,在工程建設中(zhōng)使(shǐ)用的極為廣泛,對(duì)於工(gōng)程施工的(de)質量檢驗檢測工(gōng)作(zuò)有很好的促進作用,也是質量檢測工作的重要技術手段。在隧道工程建設過程中,探地(dì)雷達(dá)方法的運用主要針對混凝(níng)土中的鋼筋和其它處於(yú)地下的材料(liào)進行定位和結構層次的分析,在隧(suì)道(dào)的設計階段,能夠對地下存在的不同岩層(céng)的厚度與深度進行全麵細致的調研,為開(kāi)工前做足準備工作提供依(yī)據。
探地雷達的工作原理就是通過發射天線的高頻率電磁波,在(zài)向地(dì)下發射的過程中,利用接收端的天線接收來自地麵反射發回的電磁(cí)波,電磁波在地下(xià)發(fā)射回傳的過程(chéng)中,如果遇到不同岩層和地質結構,就(jiù)會產生不同電性屬性,電磁波在這種不同結構所反映出的不同分(fèn)界表麵上反射發回的波段就存(cún)在較大(dà)的(de)不同,天線就會通過接收(shōu)到的不同的電磁波波形、所(suǒ)體現出的振幅的強(qiáng)弱程度以及反射時間(jiān)的長短變化等特點,以此來(lái)甄別和判斷地下的不同岩層分布情況、地質結構與形態。
2、探(tàn)地雷達檢測(cè)的優勢特點(diǎn)
(1)探地雷達所發射的電磁波由於其波段的寬度較(jiào)小(xiǎo),因此形成的雷達剖麵圖像的分辨率就更高,工作人員就可以依據更加清晰的圖像處理相關的信息(xī),而且探(tàn)地雷達方法針對事物無論在水平方向還是垂直方向上的檢測,都可以快速的開(kāi)展不間斷的檢測工作,更高效的完成各項指標性能的測量(liàng),天線所發射(shè)的是高頻率的電磁波(bō)形(xíng)式,不僅(jǐn)可以探測到地下很深很遠的範圍,而(ér)且(qiě)其準確度很高,誤差較小,這也是很多質(zhì)量(liàng)檢測人員選擇探地雷達方法(fǎ)的重要原(yuán)因。
(2)探地(dì)雷達的質量檢測效率很高,高(gāo)頻率的電磁波發射和反射,天線的接受處理速率很快,而且電磁(cí)波在地下(xià)穿行(háng)的速度很快(kuài),節(jiē)省了大量的檢測時(shí)間。電磁波在地下不同(tóng)結構的分界麵發生反射,不僅速度快,而(ér)且反(fǎn)應迅速,精準度高(gāo),在各(gè)種介質中傳播,在反射(shè)回到天線(xiàn),天(tiān)線接收的速度也很快,將形成的雷達剖(pōu)麵圖與一些(xiē)數據信息(xī)同步傳(chuán)回與其連接的計算機中,方便檢測工作人員的進一步研究(jiū)和分析工作。
(3)探地(dì)雷達的檢測過程避免了繁瑣複雜的布線操作程序,檢測效率很高。由於檢測過程中布置的天線的一端是不需要埋在地(dì)下作為接受裝置的,都是利用(yòng)高頻率的電磁波在空氣和介質中傳播反射來接收信(xìn)號的,所以在施工現場布線時就可以避免很多的線路排布的瑣碎程序,也降低了檢測工作(zuò)的安全風險,節約了時(shí)間和大量工作人員的工作量。
(4)探地雷達能夠與計算機相互連接進行信息數(shù)據的傳遞和保存,提高了分析和判斷(duàn)的準確性和效率。比如隧道工程複雜度高,檢測程序和類別較多,尤(yóu)其是針對襯砌施工技術質量的檢測,需要對各種材料的結構分層和缺陷問題進行檢測,此時(shí)就可(kě)以充分發揮計算機強大的數據信息處理能力,快速高效的完成檢測工作(zuò),及(jí)時(shí)掌握襯砌施工質量的真實水平。
3、針對襯砌施工的檢測方法
隧道工(gōng)程的襯砌施工(gōng)一般以混凝土為主要(yào)材料,因此探(tàn)地雷達將對混凝土(tǔ)的結構和質量情(qíng)況進行檢測分析,首先要(yào)將天線布置在襯砌施工(gōng)後的混凝土結構表麵,要保障同時滿足電磁(cí)波的發射以及回收,如此高頻率的電磁波在(zài)進入(rù)襯砌施(shī)工結構內部後,就可以根據電磁波的反射(shè)波形情況以及傳回的時(shí)間長短來判斷混凝(níng)土結構是否存在開裂、缺陷和大量縫隙。
二、探地雷達技術的應用
1、工程概況與檢測的先期準(zhǔn)備
本文以新嶺隧道為例(lì),包括兩個雙車道分離式隧道,隧道長度(dù)約為1423m,隧道的最大埋深約為156m。Ⅱ類圍(wéi)岩地段,混(hún)凝(níng)土襯砌的設計厚度為45cm,采用鋼(gāng)筋混凝土;Ⅲ類圍岩地段,混凝(níng)土襯砌的設計厚度為40cm,采用素混凝(níng)土;Ⅳ類(lèi)圍岩地段,探地雷達係統采用美國GSSI公司SIR-2型,在(zài)拱頂(dǐng)及距拱頂中(zhōng)心線平距為(wéi)2m的兩邊位置布設測線,沿混凝土(tǔ)襯砌表麵,通過車載天線進行檢測。
2、檢測結果及驗證
(1)K207+100~K207+145,Ⅰ類圍岩地段,存在多個小空洞,密實程度不滿足要求,混凝土的厚度在20~40cm,空洞的高(gāo)度在10~25cm,其中部(bù)分地(dì)段的空洞較大,最大(dà)可以達到(dào)5m。鑽孔(kǒng)檢測的混凝(níng)土厚度為42cm,空洞的高度為24cm。
(2)K207+150~K207+185,Ⅰ類圍岩地段,混凝土厚度在(zài)15~25cm,空洞高度在20~25cm。鑽孔檢測的混凝土厚度為24cm,空洞高度為(wéi)32cm。
(3)K207+255~K207+270,Ⅱ類圍岩地段,混(hún)凝土厚(hòu)度在15~30cm,空洞(dòng)高度在15~45cm,空(kōng)洞範圍在5~6m之間。鑽孔檢測的混(hún)凝土厚度為17cm,空洞高(gāo)度(dù)為50cm。
(4)K207+285~K207+310,Ⅲ類圍岩地段,混凝土厚度在5~20cm,空洞高度在20~60cm,空洞範圍在12m左右。鑽孔檢測(cè)的混凝(níng)土厚度為8cm,空洞(dòng)高度(dù)為65cm。
三、隧道混凝土襯砌質量問題處理方案
隧道的襯砌施(shī)工(gōng)的厚度要小於5cm,如果拱頂與邊拱的混凝土襯底厚度在施工中(zhōng)要超過設計時(shí)的70%,要保障拱(gǒng)頂結構的穩(wěn)定性,可(kě)以利用小石子為主的混(hún)凝土來鋪築,可以起到提高襯砌密度的作用(yòng),邊拱要將原有的材料全部(bù)清除,重新修築;如果(guǒ)施工中低於設計時的70%,拱頂再根據不同的圍岩(yán)地段進行合理施工。
結束語:探地雷達檢測法能夠高效準確對隧道工程建(jiàn)設中的襯砌施工進行質量檢測,希望本文的(de)介紹和相關分析能夠(gòu)為隧道建設提供一些建議,在隧道襯砌的一(yī)些細節處(chù)理上更加科學合理,防止安全事故突發。