PAGEPAGE4隧道質量的無損檢測方案一、隧道質量無損檢測的內容隧道質量無損檢測分為以下幾項檢測內容：澆灌混凝土的強度檢測、鋼筋保護層厚度的檢測、混凝土襯砌質量檢測和錨桿拉拔力、長度、飽滿度檢測。二、隧道無損檢測方法2.1地質雷達檢測混凝土襯砌質量2.1.1檢測內容、方法的選定隧道混凝土襯砌質量檢測包括：①隧道襯砌厚度，②隧道襯砌背后未回填的空區，③復合式襯砌中兩層襯砌間較大的空段，④施工時坍方位置及坍方的處理情況，⑤襯砌混凝土強度。有時還可檢測圍巖中地下水向隧道侵入的位置。襯砌混凝土質量的現場檢測，曾經常采用電阻率法、瑞利面波波速法等來檢測前面的①-④項，近年來采用地質雷達檢測混凝土質量得到了廣泛的應用，用地質雷達檢測混凝土襯砌質量。2.1.2檢測儀器選定檢測采用SCCI公司出產的SIR-3000型地質雷達，根據需要探測的深度選定天線的頻率，天線選用450～500MHz的工作天線檢測厚于20～30cm的襯砌厚度。2.1.3檢測步驟2.1.3.1測線布置隧道的軸向檢測：沿隧道拱部軸向布置5條測線：拱頂、左拱腰和右拱腰、以及左邊墻和右邊墻。檢測其中的3條線，拱頂必須檢測，當檢測的其它兩條線在隧道拱頂的一側時，每測300m應換邊檢測。隧道的橫向檢測：沿隧道每50米布置一條剖面線，檢測該條線。本次檢測的隧道長8317m,檢測的軸向長度為8317m×3=24951m,橫向共設166條剖面線，檢測的橫向長度為166×24m=3984m，共需測28935m。2.1.3.2介質參數標定檢測前對襯砌混凝土的介電常數或電磁波速做現場標定，對隧道長度小于3km的隧道，取一處進行實測，實檢不少于3次，取平均值為該隧道的介電常數或電磁波速。當隧道長度大于3km，應適當增加標定點數。標定采用以下方法的其中一種：①在已知厚度部位或材料與隧道相同的其他預制件上測量；②在洞口或洞內避車洞處使用雙天線直達波法測量；③鉆孔實測。求取參數應具備兩點：①標定目標體的厚度一般不小于15cm，且厚度已知；②標定記錄中界面反射信號應清晰、準確。標定結果按下式計算：（1-1）（1-2）式中：—相對介電常數；v—電磁波速（m/s）；t—雙程旅行時間（ns）；d—標定目標體厚度或距離（m）。2.1.3.3工作步驟1、在卡車車廂上或鐵路平板車上用鋼管搭架并鋪木板制成工作平臺。2、檢查主機、天線以及運行設備，使之均處于正常狀態。3、檢測：檢測時，將發射和接收天線與隧道襯砌表面密貼，沿測線以5km/h左右的速度滑動，由雷達儀主機高速發射雷達脈沖，進行快速連續采集。為保證點位的準確，在隧道壁上每5m或10m作一標志，標上里程。當天線對齊某一標記時，由儀器操作員向儀器輸入信號，在雷達記錄中每5m或10m作一里程標記。內業整理資料時，根據標記和記錄的首、末標及工作中間核查的里程，在雷達的時間剖面圖上標明里程。2.1.4地質雷達的資料處理與解釋2.1.4.1資料處理和編錄整理以及設計資料的匯集現場采集的數據要經過濾波、去噪、均衡等處理，打印成時間剖面圖。為了使圖紙的計算與實際里程相符，必須在圖紙上標注里程及5或10m的間隔標記，并要將一些特殊情況，如電氣化線路隧道中的錨節點位置、隧道中的變截面位置、燈或通風機位置等標于圖上。對隧道襯砌質量作檢測和評價，還必須掌握該隧道的設計情況，如圍巖分類、設計參數、施工方法和步驟等，特別是長隧道，地質復雜，設計參數變化多，有時還由不同單位分段施工，掌握這些資料，對探查資料判釋和隧道質量評價很有必要。明顯的反射波或僅有微弱的反射波。如果噴射混凝土中有鋼質拱架和鋼筋網，則由于它們可強烈地反射雷達波，故可看到連續的綿延的反射圖像。2.1.5.2拱架與鋼筋網在地質雷達圖像中，電磁波遇到鋼筋時產生極強的反射，反射波的位置為鋼筋距測試面的距離（背水面保護層厚度）；通過濾波處理，確定各里程段鋼筋拱架分布情況及背水面保護層厚度。圖3混凝土中布置的鋼筋網圖3中由于鋼筋的界電常數為∞，圖中可見連續的小雙曲線反射，這是鋼筋網的代表性反射圖。圖4

典型的格柵鋼架反射圖4中兩標距之間為10米，每10米的鋼架為9榀達到了設計要求。2.1.5.3襯砌混凝土缺陷混凝土內部缺陷包括欠密實、脫空等現象，欠密實其表現為波形雜亂且不連續的反射波形。

圖5復合襯砌與圍巖間的不密實帶圖6某隧道仰拱部位混凝土中出現的不密實區2.1.6提高檢測精度的措施

2.1.6.1詳細了解檢測區間物理狀態襯砌層物理狀態的變化直接影響到雷達波的變化，影響因素主要是含水量的變化、檢測面平整度、襯砌層砼材料配比變化、襯砌層結構變化。隧道檢測有許多條測線，分若干次檢測，每條檢測的襯砌層物理狀態變化情況并不完全一致，這就需要較為詳細地了解設計資料、隧道的施工記錄，同時在檢測過程中還要做好外業記錄(如滲水、平整度等)。只有這樣才能根據客觀情況，有針對性地對地質雷達資料進行合理的分析。2.1.6.2合理布置取芯點位影響檢測精度的主要問題是標定的地質雷達的電磁波速度，根本問題是不同區間介質物理狀態的變化，實質問題是介電常數的變化。當使用地質雷達進行隧道檢測時，合理布置用于標定雷達波速的取芯點位，對襯砌層在不同物理狀態下的雷達波速進行分別統計，并分析雷達波速的變化規律，有效控制因雷達波速的誤差帶來的探測偏差或較大誤差。2.1.6.3注意區分多次反射信號襯砌層厚度相對較薄，且內部結構比較復雜，襯砌層的面層和內部結構層會形成多次反射信號，多次反射信號可能與內部結構界面形成的反射信號重疊或偏離，當多次反射信號與雷達波同相軸存在連續性偏離的情況下，容易對結構界面的厚度誤判。不平整的表面由于與天線不能緊密結合時，也會形成反射界面，同時會有若干個多次反射信號。注意區分多次反射信號，是避免地質雷達資料判讀偏差的重要環節。2.2錨桿拉拔力、長度、飽滿度的檢測2.2.1錨桿拉拔力的檢測2.2.1.1檢測內容、方法的選定錨桿拉拔力的檢測主要檢測錨桿的拉拔力，用錨固力拉拔檢測儀來測量，錨固力拉拔檢測儀由專用拉拔千斤頂(含超高壓油缸、穿心式活塞頂桿、桿件錨具夾頭、底座以及快裝接頭等)、高壓膠管總成以及高壓油泵組成。2.2.1.2檢測儀器選定檢測儀器采用ZHENYOU（真友）LDZ—300錨桿拉力計

2.2.1.3抽檢拉拔力、抽檢數量和測點布置測量錨桿拉拔力所使用的拔力平均值≥設計值，最小拔力≥90%設計值，抽檢數量按錨桿數1%且不少于3根做拔力試驗。本批錨桿大約40000根，需抽檢400根，測點選擇在沿隧道的軸線方向有錨桿的地段均勻分布這400根錨桿抽檢。2.2.1.4工作步驟1、準備工作工作環境安全檢查：認真檢查試驗地點的頂板支護、通風、設備等安全狀況，排除安全隱患，停止影響錨桿拉力試驗的一切工作。2、設備檢查：1）檢查油量：逆時針方向打開拉力計手壓泵的卸荷閥，使千斤頂中的液壓油回到手壓泵的油筒中，擰開油筒端的堵頭，抽出油標檢查。如油量不足，應加注符合要求的機械油或液壓油，直到油位符合要求。2）排氣：液壓油路系統聯結好以后，必須進行排氣。排氣的方法是：把手壓泵放在比千斤頂稍高的地方，搖動手壓桿，使千斤頂活塞伸出，再打開卸荷閥，使活塞縮回，連續幾次即可。排氣時不能加壓。3）設備連接：用高壓軟管兩端的快速接頭配合專用卡子將千斤頂和手壓泵連接起來。連接時應檢查接頭處是否有污物，嚴防污物進入接頭內。4）對錨桿拉力計各部件進行檢查，使其符合使用要求。3、工作步驟1）連接拉力計：把錨桿拉力計的加長桿擰到待測錨桿末端并上滿絲，再套上襯套及千斤頂，使活塞伸出端朝外，最后擰緊螺母。2）拉力測試：將手壓泵的卸荷閥順時針擰緊，壓動手壓泵壓桿，用力要均勻，不要用力過猛。當壓力表上的讀數達到規定的數值后停止，并詳細作好記錄。3）拆卸拉力計：檢測完畢，逆時針方向緩慢松開卸荷閥，使壓力表指針降到零位，千斤頂活塞全部縮回。再把各部件從錨桿上卸下，將錨桿拉力計放回專用工具箱內。4）錨固力檢測后，要重新緊固螺母，并使其達到設計預緊力。檢測不合格的錨桿應做好標記并安排補打錨桿。5）注意事項（1）拉拔錨桿時，人員應躲至千斤頂周圍的安全地點。（2）錨桿桿尾直徑一旦出現縮徑時，應立即卸載。（3）使用錨桿拉力計時，加壓應緩慢均勻，一般不超過其設計值的90％。（4）高壓軟管應定期進行打壓試驗，嚴禁使用不合格的軟管。（5）當設計變更或材料變更時，應及時進行錨桿拉力試驗。（6）錨桿拉力計應統一管理、定期校驗，使其保持完好。6）收尾工作錨固力檢測工作完成后，將錨桿拉力計等工具收好，放回專用工具箱內。檢測結果及時通報當班負責人及有關領導。7）資料整理把現場記錄好的資料整理成檔，并分析抽檢結果，得出錨桿的合格率，上報相關單位。2.2.2錨桿長度、飽滿度的檢測2.2.2.1檢測內容、方法的選定對于錨桿長度和飽滿度的檢測，檢測方法有拉拔法、鉆孔法和應力波反射法。前兩種方法是傳統的檢測方法，只能限于抽檢，而且都是破壞性的、操作麻煩；而應力波反射法利用錨桿質量檢測儀或聲波檢測儀檢測錨固系統，是綜合分析和研究接收到的反射波，來對錨固系統的錨桿長度、注漿飽滿度等指標進行綜合判定，該方法以其無損、經濟、快速、可靠等優點被廣泛使用。2.2.2.2檢測儀器選定檢測儀器選用LX-10E錨桿質量檢測儀2.2.2.3抽檢數量和測點布置檢數量按錨桿數3%且不少于3根做錨桿長度和飽滿度試驗。本批錨桿大約40000根，需抽檢1200根，測點選擇在沿隧道的軸線方向有錨桿的地段均勻分布這1200根錨桿抽檢。2.2.2.4檢測步驟1、準備工作工作環境安全檢查：認真檢查試驗地點的頂板支護、通風、設備等安全狀況，排除安全隱患，停止影響錨桿拉力試驗的一切工作。2、設備檢查檢查信號電纜線、數據傳輸線等是否連接好，檢查主機、加速度檢波器以及運行設備，使之均處于正常狀態。3、工作步驟1）新建工地名和工程名；2）設置儀器的參數：包括對波速、采集方式、增益、工作模式等項進行相關設置；3）工程測量：由一人操作主機、一人負責傳感器的布局，當檢測到觸發器產生的信號，便在數字示波器上顯示相應的波形，能過數字示波器上的不同按鍵對波形進行詳細分析與保存；4）測量完成后將儀器等工具收好，放回專用工具箱內。2.2.2.5資料整