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优化隧道衬砌检测方式:深入解析厚度及密实性检测方法

来源: | 作者:ymssn | 发布时间:2024-06-11 | 99 次浏览 | 分享到:
通过对目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的检测方法主要采用地质雷达法,必要时辅以超声波成像法、钻孔法和取芯法

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.  预埋钢筋法比较适合于评定初期支护衬砌厚度的要求,在具体实施过程中应注意以下几点:

①喷射混凝土之前埋设足够长度的钢筋;

②钢筋必须稳固,能够保证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此处的喷射混凝土厚度。此方法需要预先埋置测点,对于第三方隧道衬砌检测单位来说很难大量或多断面采用,因此该方法不易推广。

2.  凿孔法适用于衬砌厚度及密实性检测,由于该法对衬砌的缺陷以及衬砌后脱空的判断直观且准确无误,在隧道衬砌状态检测中得到了长期的应用。但由于其检测速度较慢,效率较低,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,少量抽样代表性差,导致采用这种方法检测的测点较少,不易对隧道衬砌的总体情况进行全面而准确的评价。

3.  取芯法适合于衬砌厚度及密实性检测,该方法是一种直观、可靠、精度较高的局部破损现场检测方法。结合具体的要求可以取标准芯,便于后续参数(如衬砌强度)等的评定,也可取小芯样(ϕ22 mm)评定衬砌的厚度和密实性。

4.  断面仪法作为一种非接触性检测方法,具有安全、方便、准确、快速的特点,目前广泛用于初期支护、二次衬砌断面轮廓测量。对于隧道衬砌厚度测试,该方法理论上具有可行性,但实际受现场条件限制,可操作性不强。

5.  三维激光扫描技术它是利用激光测距原理,通过记录被测物体表面大量密集点的三维坐标信息和反射率信息,将各种实体或实景的三维数据完整地采集到电脑中,进而快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。此方法需要专用设备和处理软件,目前检测单位的设备配置率还非常低。

6.  地质雷达法作为一种无损检测方法广泛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到介电常数有明显差异的反射界面时,就会产生反射。当衬砌存在缺陷,如出现空洞、脱空等,在雷达资料中便会出现明显的特征反射,如脱空时将产生夹层反射,空洞会产生绕射等,通过对这些特征信息的分析来推定衬砌的内部特性,此种方法目前为隧道衬砌质量检测常用手段。

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7.  敲击法是通过对衬砌结构施加足够力度的敲击,按回声的清音和浊音初步判定判断衬砌背后空洞及密实情况,衬砌密实时回音为清音,衬砌背后不密实时回音为浊音,此方法一般应用于初期支护密实性检测,比较简单直接,但只能定性判定,无法准确定量判定。对于出现可疑不密实处时,可辅以钻孔、取芯等方法进一步定量分析。

8.  钻孔法一般是采用冲击钻,可根据钻进时间、钻进深度、钻进阻力等参数简单估算混凝土强度。一般情况下只能测试衬砌的密实性或确定衬砌背后空洞及此处的衬砌厚度,必要时可配合内窥镜插入钻孔观察结构内部状况。钻孔法很难判定密实段衬砌的厚度。

9 声波法是通过测量超声波的反射行程时间,计算出衬砌的厚度,并且根据其传播速度可推算混凝土的强度和劣化状态等,一般建议在二次衬砌质量评定中使用,个别情况下也可以测试初支。目前先进的声波成像设备-A1040 MIRA 3D超声波断层扫描仪是对雷达法检测的补存,检测精度较高,且直接成像,对于检测直观性以及结果评定都比较友好。

A1040 MIRA 3D超声波断层扫描仪

产品链接:A1040 MIRA 3D超声波断层扫描仪

通过对目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的检测方法主要采用地质雷达法,必要时辅以超声波成像法、钻孔法和取芯法。这一现状主要是与现有方法的局限性和项目要求较高的检测工作效率有关。