隧道圍岩支護一般分為初期支護和二次襯砌,二(èr)次襯砌是隧道工程施工在初期支護內(nèi)側施作的模築混凝土或鋼筋混(hún)凝土襯砌,與初期支護共同組成複合式襯砌。二次襯砌作為承受(shòu)圍岩壓力和最後一道(dào)止水結構,其質量(liàng)直接關乎後期隧道運營期間(jiān)的通車安(ān)全,如何對公路隧道二次襯砌質量進行有(yǒu)效檢測(cè)一直是工程界關心的熱(rè)點。
受施工水平和(hé)工藝的影響,二次襯砌經常會出現背後脫空或者(zhě)不密實、厚(hòu)度(dù)不(bú)足等質量問題,給後期(qī)使用帶(dài)來(lái)安全隱患。
一、隧道二襯作(zuò)用及厚度不足的危害
按照新奧法原理設計的公路隧道,采用複合式襯砌結構形式,其中二次襯(chèn)砌是不可缺少的必(bì)要組成部分(fèn)。地質條件良(liáng)好的圍岩(yán)在初期支護後,結構基本穩定,二次襯砌成為安全儲備受力(lì)結構。在淺埋段、斷層、土質隧(suì)道等軟弱圍岩地(dì)質(zhì)段,初期支護很難保(bǎo)證圍岩結構的長期穩定,二次襯砌則起到控製圍(wéi)岩變形(xíng)的作用並保證隧道的長(zhǎng)期穩定。
二襯厚度不足,結構有效受(shòu)力截麵將(jiāng)減小,無法滿(mǎn)足受力要求,局部產生應力集中,安全(quán)儲備不夠(gòu)。尤其是在拱頂和拱腰(yāo)部位,因為彎矩較大,如果二(èr)襯厚(hòu)度不足,容易產生裂縫。因此,對隧(suì)道的(de)二次襯砌的施工質量檢測和(hé)控製尤(yóu)為(wéi)重要。在施工生產過程中,必須嚴格保證二襯厚度滿足設計要求。
二、隧(suì)道二襯厚度的(de)質(zhì)量要求
根據JTGF60-2009《公路隧道施工技術規範》規定,襯砌厚度不小於(yú)設計值。
JTGF80/1-2017《公路工程質量檢驗(yàn)評定標準》規定,襯砌厚度實測項目(mù)為涉及結構安全(quán)和使用功能的(de)關鍵項目,其合格率不得低於90%。
三、隧道二襯厚度檢測方法
目前,在隧道二襯厚度的檢(jiǎn)測(cè)中,常用的檢測方法包括鑽孔法(fǎ)、激光斷麵(miàn)儀法(fǎ)、地質雷達法等。
1、地質(zhì)雷達檢(jiǎn)測(cè)法
地質雷(léi)達法基於高頻率(lǜ)電(diàn)磁波,通過(guò)短脈衝和寬頻電磁波,經(jīng)代表發射天線將電磁波傳送到地下,再借助地(dì)下地質層或洞隙(xì)、滲漏區和鋼筋等目標(biāo)體反回地表,被天線(xiàn)所接收(shōu),通過計算機信息數據分析地下地質層或目標體與(yǔ)周圍(wéi)介質的電磁特性差異(yì),可掌握(wò)目標體的性(xìng)質及形態。
若(ruò)天線發射的電磁波在(zài)隧道襯砌和圍岩內(nèi)傳播,遇到空隙裂縫、襯(chèn)砌邊(biān)界(jiè)和圍岩縫界麵時發生反射現象,被反射回的電磁(cí)波再由(yóu)天線接收到以信號形式輸入(rù)計算機,通過數據處理軟件,對反射回(huí)波進行處(chù)理,得(dé)到雷達灰度剖麵圖,根據同相軸或等灰線、等色線等雷達圖像,來判斷襯砌厚度、反射界(jiè)麵的位置以及埋設物或空洞的位置。
2、激光斷麵儀檢測法
該方式在具(jù)體實踐過程中,主要是應用了極坐標法,以某物理方向為起始方向,按一定間距角(jiǎo)度與距離依次一(yī)一測定儀器旋轉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(jiá)角(jiǎo)。將這些矢徑端點依次相連即可得到實際開挖輪廓線。
借助相關的(de)施工控製導線,可對斷麵儀定點數據進行(háng)獲取,在計算機軟件的輔助之下(xià),可自動化(huà)的完成設(shè)計開挖輪廓線與實際開挖輪廓線之間的(de)空間匹配,並可(kě)獲得(dé)各測點與開挖輪廓線之間的麵積和(hé)距離,若順著隧道軸線按照特定間(jiān)隔對各斷麵進行測量,一般可對欠挖方量、超挖(wā)方量、開挖放量等信息進行獲取。
3、鑽孔法
在指定位置使用電鑽垂直於隧道二襯表麵鑽進,鑽至規定深度後使用高清內(nèi)窺鏡了(le)解孔位內部情況,觀察二襯是否被鑽穿,可使用(yòng)卷尺對脫空、二襯的厚度進(jìn)行測量(liàng)。如果沒(méi)能鑽穿二襯,則鑽孔的底部一般會(huì)是比較均勻的整齊麵,如果已鑽穿二襯,一般會看到防水板、鬆散的砂石等(děng)等。
四、 結語
隧道作為埋(mái)置於(yú)地層(céng)內(nèi)的工程(chéng)建築物,安全(quán)性要求很高,對於隧(suì)道建設質量及運營安全來講,隧道二襯厚度至關重要,所以要求非常嚴格,檢測是把關質量的一(yī)項(xiàng)重要工作。