無損檢測方案隧道質量

1、隧道質量的無損檢測方案、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：隧道襯砌厚度，隧道襯砌背后未回填的空區(qū), 復合式襯砌中兩層襯砌間較大的空段， 施工時坍方位置及坍方的處理情況， 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(xiàn)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-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，

2、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450500MHZ勺工作天線檢測厚于2030cm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8317 3=24951m橫向共設166條剖面線，檢測的橫向長度為16

3、6X24m=3984m共需測28935m2.1.3.2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(xiàn)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： 在已知厚度部位或材料與隧道相同的其他預制件上測量； 在洞口或洞內避車洞處使用雙天線直達波法測量；鉆孔實測。求取參數應具備兩點：標定目標體的厚度一 般不小于15cm且厚度已知；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)v 竺 109t電磁波速（m/s）;雙程旅行時間（ns）；標定目標體厚

4、度或距離（m。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(tài)。3、檢測：檢測時，將發(fā)射和接收天線與隧道襯砌表面密貼，沿測線以右的速度滑動，由雷達儀主機高速發(fā)射雷達脈沖，進行快速連續(xù)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(yè)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(xiàn)場采集的數據

5、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(jié)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。(1-2)式中:r相對介電常數;2.133工作步驟5km/h左圖1在在建隧道中用鋪設防水板的全斷面工作臺架作檢測（用裝載機牽引）2.142資料處理及判釋:1

6、、數椐處理步驟:圖2數據處理與解釋流程圖2、介電常數（r）和電磁波速（V）的確定由式（1-1）和（1-2）計算確定介電常數（r）和電磁波速（V）。2.143資料的分析原則1、二襯砌界面的判識在探地雷達圖像的上部，一般振幅較強，同軸同相比較連續(xù)的第一組波形為襯砌 界面反射信號。界面判識后輸入正常的介電常數值，即可由計算機自動計算出襯砌厚 度值，厚度的計算公式為：(1-3)2、鋼拱架位置及判識在地質雷達圖像中，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。3、襯砌混凝土缺陷及位置判識由于襯砌混凝

7、土與空氣的相對介電常數的差異較大， 所以探地雷達圖像中表現(xiàn)為 振幅較強的界面反射信號（多次波），空洞的明顯特征就是有強烈的多次反射，波從 相對介電常數大的物質（C20混凝土r為8左右）進入相對介電常數小的物質（空氣r為1）中時，根據波動原理，在上界面處會先疊加為負波，可在雷達圖像中準確拾取界面反射的雙程旅時，根據公式求得缺陷的位置；襯砌不密實可能是由于混凝土離 析振搗造成的，從波形特征與空洞的反射相似，但反射很弱；混凝土中有鋼筋時也會 產生反射，波從相對介電常數小的物質（C20混凝土r為8左右）進入相對介電常數大的物質（鋼筋r為X）中時，根據波動原理，在上界面處會先疊加為正波。對于復合襯砌隧道

8、，當第一次襯砌與第二次襯砌之間存在空隙時，界面上讀取的 厚度值為隧道的二次襯砌厚度，若二者密貼良好，則為一、二次襯砌合值；對于非復 合襯砌隧道,該界面上讀取的厚度值即為隧道的襯砌厚度值。2.1.5雷達探查的典型圖象2.1.5.1襯砌界線混凝土襯砌、噴射混凝土與圍巖（或其間空區(qū)中的空氣）有明顯的介電常數差，因此在時間剖面圖上，襯砌底面和巖石之間有明顯的界線。雷達發(fā)射的直達波延續(xù)4個周期以上，012ns左右的目標物的反射波均與它相疊。雷達的直達波呈現(xiàn)幾條平 直的水平同相軸的圖像，而圍巖開挖總有或大或小的不平，故襯砌底界，即它與圍巖 的分界面的反射波同相軸一般為有起伏的非直線圖像， 這是很易辨認的。

9、噴射混凝土 與模筑襯砌介電常數有差別，但不是很大，它們之間若接觸很好或粘結，則可能沒有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(xù)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。二 _亠工 J _一 _.匚_ ，一，一、一二蘭HMBt F滬啪NWN ：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X，圖中可見連續(xù)的小雙曲線反射, 代表性反射圖。rxd

10、irxdininiBl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襯砌混凝土缺陷這是鋼筋網的MJMJJf“ 心八 / .rr VW混凝土內部缺陷包括欠密實、脫空等現(xiàn)象，欠密實其表現(xiàn)為波形雜亂且不連續(xù)的反射波形。卜-圖5復合襯砌與圍巖間的不密實帶1 尹圖6某隧道仰拱部位混凝土中出現(xiàn)的不密實區(qū)2.1.6提高檢測精度的措施2.161詳細了解檢測區(qū)間物理狀態(tài)襯砌層物理狀態(tài)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分若干次檢測，每條檢測的襯砌層物理狀態(tài)變化情況并不完全一

11、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(yè)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(qū)間 介質物理狀態(tài)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(tài)下的雷達波速進行分別統(tǒng)計，并分析雷達波速的變化規(guī)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。2.163注意區(qū)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

12、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， 次反射信號與雷達波同相軸存在連續(xù)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(qū)分多次反射信號，是避免地質雷達資料判讀偏差的重要環(huán)節(jié)。IIIA備BUAIJ1 r1.H1.H Gh.I.BJ咗巒FJtilJtil化、線,當多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

13、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(huán)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:

14、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(tǒng)聯(lián)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(xù)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

15、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(guī)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）注意事項拉拔錨桿時，人員應躲至千斤頂周圍的安全地點。錨桿桿尾直徑一旦出現(xiàn)縮徑時，應立即卸載。使用錨桿拉力計時，加壓應緩慢均勻，一般不超過其

16、設計值的90。高壓軟管應定期進行打壓試驗，嚴禁使用不合格的軟管。錨桿拉力計應統(tǒng)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(xiàn)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1）2）5） 當設計變更或材料變更時，應及時進行錨桿拉力試驗。6）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(tǒng)的檢測方法，只能限于抽檢，而且都是破壞性的、操作

17、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(tǒng)， 是綜合分析和研究接收到 的反射波， 來對錨固系統(tǒng)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(yōu)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(huán)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(tài)。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； 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(fā)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