优化隧道衬砌检测方式：深入解析厚度及密实性检测方法

隧道衬砌厚度及密实性检测方法

检测部位： 初期支护（初支）、二次衬砌

检测项目： 厚度、密实性

检测方法：

a）初期支护（初支）-厚度

预埋钢筋法、凿孔法、取芯法、断面仪法、三维激光扫描法、地质雷达法

b）初期支护（初支）-密实性

敲击法、凿孔法、钻孔法、取芯法、地质雷达法

c）二次衬砌-厚度

凿孔法、取芯法、断面仪法、声波法、地质雷达法

d）二次衬砌-密实性

凿孔法、钻孔法、取芯法、地质雷达法

1. 预埋钢筋法

较适用于评定初期支护衬砌厚度，实施过程中应注意以下几点：

① 喷射混凝土前，埋设足够长度的钢筋；

② 钢筋须稳固，确保在喷射混凝土过程中不被破坏；

③ 预埋钢筋应尽量垂直于隧道设计断面轮廓线。

同一位置埋设钢筋前后外露长度之差，即为该处喷射混凝土厚度。此法需预先埋置测点，对第三方隧道衬砌检测单位而言，较难进行大量或多断面采用，因此不易推广。

2. 凿孔法

适用于衬砌厚度及密实性检测。由于该法对衬砌缺陷及衬砌后脱空的判断较为直观可靠，在隧道衬砌状态检测中得到了持续应用。但其检测速度较慢，效率相对较低，可能对衬砌结构的防排水系统形成破坏；大量抽样对结构受力不利，少量抽样则代表性不足，导致该法可获取的测点较少，不易对隧道衬砌总体情况做出整体性评价。

3. 取芯法

适用于衬砌厚度及密实性检测。该方法直观、精度较高，属于局部破损现场检测。结合具体要求，可钻取标准芯样，便于后续评定衬砌强度等参数；也可取小芯样（ϕ22 mm）评定衬砌的厚度与密实性。

4. 断面仪法

属于非接触式检测方法，具有安全、便捷、快速的特点，较为常用于初期支护与二次衬砌的断面轮廓测量。对于隧道衬砌厚度测试，该法理论上可行，但受现场条件限制，实际可操作性不强。

5. 三维激光扫描技术

利用激光测距原理，通过记录被测物体表面大量密集点的三维坐标与反射率信息，将实体或实景的三维数据完整采集到计算机，进而快速复建出被测目标的三维模型及各类图件。此方法需要专用设备与处理软件，目前检测单位的设备配置率仍非常有限。

6. 地质雷达法

作为一种无损检测方法，已被普遍应用于隧道病害检测。地质雷达发射的电磁脉冲向下传播，遇介电常数有明显差异的界面时产生反射。当衬砌存在缺陷，如空洞、脱空等，雷达资料中便会出现特征反射——脱空时产生夹层反射，空洞时产生绕射。通过对这些特征信息的分析可推定衬砌内部状况，此法已成为隧道衬砌质量检测中较常用的无损手段之一。

产品链接：RST隧道衬砌地质雷达

7. 敲击法

通过对衬砌结构施加足够力度的敲击，依据回声的清脆与沉闷来初步判定衬砌背后空洞及密实情况——密实时回声清脆，不密实时回声沉闷。此法一般用于初期支护密实性检测，较为简便直接，但仅能定性判定，无法准确定量。当发现可疑不密实处，可辅以钻孔、取芯等方法进一步定量分析。

8. 钻孔法

一般采用冲击钻，可根据钻进时间、深度、阻力等参数简单估算混凝土强度。通常情况下，此法可测试衬砌密实性，或确定衬砌背后空洞及该处的衬砌厚度，必要时可配合内窥镜插入钻孔观察内部状况。但钻孔法较难判定密实段衬砌的具体厚度。

9. 声波法

通过测量超声波的反射行程时间计算出衬砌厚度，并根据传播速度推算混凝土强度与劣化状态，一般建议在二次衬砌质量评定中使用，个别情况也可测试初支。目前，高性能的声波成像设备——A1040 MIRA 3D超声波断层扫描仪，可作为雷达法检测的补充手段，其检测精度高，可直接成像并直观显示内部结构，便于结果评定。

产品链接：A1040 MIRA 3D超声波断层扫描仪

      从当前隧道施工质量检测项目的调研来看，隧道初期支护厚度及密实性的检测方法主要采用地质雷达法，辅以超声波成像法、钻孔法或取芯法；隧道二次衬砌厚度及密实性检测同样以地质雷达法为主，必要时辅以超声波成像法、钻孔法和取芯法。这一现状主要与现有方法的局限性及项目对检测工作效率的较高要求有关。