襯砌背後空洞是(shì)一種常見的隧道施工質量缺(quē)陷,會導致圍岩與支護之間(jiān)的相互作用關(guān)係的惡化(huà),使(shǐ)得襯砌結構出(chū)現局部的應力集中(zhōng),甚至(zhì)還會引發襯砌結構的裂縫或開裂,以及(jí)其他關聯病害,從(cóng)而給隧道結構安全帶來威脅。特別是當出現隧道襯(chèn)砌背後空洞過大的情況,受(shòu)隧道內行車、地下水等多重因素的影響,很可能造成(chéng)圍岩的失穩(wěn),甚至導致隧道(dào)在內力和外力綜合作用(yòng)下出現塌方。
襯砌背後空洞(dòng)缺陷(xiàn)成因分析
地質及環境因素
由於很多隧道處於地質(zhì)條件複雜區域,襯砌背(bèi)後圍岩或者回(huí)填物中(zhōng)可(kě)能存在易溶解或易被腐(fǔ)蝕的物質,在特(tè)定的環境條(tiáo)件下襯砌背後逐漸形成細小(xiǎo)空洞。隨著時間的推移(yí),細小(xiǎo)空洞形成群落並逐漸聯通,或者受周圍(wéi)鬆散(sàn)圍岩的影響,形成大(dà)範(fàn)圍的(de)襯砌背後空洞。
原材料因素
隧道襯砌混凝土(tǔ)由骨料、水泥、砂(shā)等多種原材料拌和而成,其質量的(de)好(hǎo)壞對隧道的長期穩定有很大的影響。如果原(yuán)材料質量參差(chà)不齊,加(jiā)之計量誤差、攪拌不充分等因素,混凝土拌和易出現分層離析、泌水(shuǐ)、幹澀、板結等現象。由於混凝土本身是一種多相、多孔(kǒng)建築材料,在拌和至澆築整個過程中如果處理不當,就容易出現背後(hòu)空洞等質量缺(quē)陷。混凝土的收縮特性對初期支護時也會產生較大影響,容(róng)易使噴射混凝土與岩麵不能密貼,產生空隙,形成空洞。
施工因素(sù)
隧(suì)道襯砌施工過程中的質(zhì)量控製對於隧道工程最終的(de)結構與質量安全有著直接的影響,尤(yóu)其是初支混凝土噴射質量不達標,許多拱架間因此形成凹槽,且難以在二襯時難(nán)以填滿,從而(ér)形成空洞。此外,二襯混凝土澆築時受到局部混凝土骨(gǔ)料團簇阻擋,振搗不充分、澆築量(liàng)不足等情況也非常容易(yì)導致(zhì)襯砌厚度不(bú)足或拱頂(dǐng)部位出現空洞,給隧道安全運營埋下隱患。
不僅如此,支護平整度不足(zú)導致防水板的不規則鋪設,使防水板(bǎn)在局部凸出位置產生褶皺、在(zài)凹(āo)陷位置與(yǔ)初襯存在懸(xuán)空,也會給後期澆築帶來麻煩,最終導致空穴等缺陷問題。
其他因(yīn)素
所用(yòng)的施工設備、現有的施工技術等都會(huì)給隧道襯砌質量帶(dài)來不同程(chéng)度的影響,超挖嚴重(chóng)噴射混凝土厚度過大(dà),在重力作用下混凝(níng)土整體下沉,也易形成(chéng)空洞。總之,多種因(yīn)素都可能導致隧道襯砌背後空洞的出現,隻有加強(qiáng)控製,把握好(hǎo)每一個細節,才能有效的減少此類(lèi)問題的出現。
襯砌背後空洞檢測
對於隧道襯砌背後(hòu)空洞的檢測通常采(cǎi)用地質雷達法進行,地質雷達具有便(biàn)攜(xié)、快捷、無損和抗幹擾性強的特點(diǎn),不僅在隧道襯砌結(jié)構質量控製方麵得到了廣泛的應(yīng)用,在其(qí)他混凝土缺陷探測方麵(miàn)也具有重要的價值意義。
地質雷達是利用高頻電磁波的反射來探測目標體,地質雷達係統主要由(yóu)雷達主機、信(xìn)號發射機和(hé)發射天線(xiàn)、接(jiē)收機和接(jiē)收天(tiān)線組成。通過天線將高頻電磁波發射入被測物(wù)體,由接收天線接收不同的介質和(hé)界(jiè)麵反射的雷達波形,並形成檢測影像資料數據,檢測技術(shù)人員通過對獲(huò)得的數據進(jìn)行分析,能(néng)夠發現襯砌背後的(de)回(huí)填狀況(kuàng)。
由於不同的天線頻率能(néng)夠探測的深度和分辨率不同,因此一定要正確把握對天線頻率的(de)選(xuǎn)擇。還需要注意的是,由於地質(zhì)雷達圖像(xiàng)存在衰減以及大量雜波(bō),對數據的質量(liàng)造成了嚴重影響,因此在對圖像進行分析和識別之前,需要(yào)對圖(tú)像進(jìn)行一定的處理,尤其(qí)是對異(yì)常數據的處理很(hěn)有必要,以更準(zhǔn)確的對所檢測區域進行科學分析。
應加強隧道襯砌質量的科學檢測,如果發現隧道襯砌質(zhì)量問題應及時(shí)進行整治,隧道襯砌質量缺陷的整治以保證(zhèng)結(jié)構安全為前提,若整(zhěng)治過程中破壞了原有實(shí)體工程,如(rú)初期支(zhī)護破損、鑽孔破壞防水板(bǎn)等,需及時進行(háng)針對性補強修複,避免產生新的質量缺陷問題。