高速鐵路隧道質(zhì)量檢測三

southwestjIaotongunIversIty西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity2010年07月高速鐵路隧道質(zhì)量檢測xxx教授一、概述二、錨桿質(zhì)量三、鋼架四、隧道襯砌強(qiáng)度五、隧道襯砌厚度及缺陷六、隧道斷面七、襯砌裂縫及滲漏水匯報(bào)提要

southwestjIaotongwnIversIty一、概述西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity一、概述改革開放以來，國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定向前發(fā)展，國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度日漸加強(qiáng)，隨著國家交通的不斷發(fā)展，高速（客運(yùn)專線）/重載鐵路和高速公路分別是鐵路、公路陸路交通發(fā)展的主方向，使得新建鐵路、公路隧道的等級、規(guī)模、數(shù)量逐年遞增。從而對隧道檢測技術(shù)提出了更高要求：采用高效且對隧道工程質(zhì)量能進(jìn)行全面快速評價(jià)的無損檢測方法。

無損檢測方法即是無破損性的檢測方法，是針對鉆芯取樣等有破損性檢測提出的。1、隧道襯砌質(zhì)量無損檢測一、概述保證工程質(zhì)量是建設(shè)者們的基本要求，因此檢測技術(shù)作為質(zhì)量管理的重要手段越來越為人們所重視。隧道工程是一項(xiàng)隱蔽性很強(qiáng)的工程，其施工也是一個(gè)動態(tài)的過程，因此在工程檢測中，也按施工的先后順序分成三個(gè)階段進(jìn)行：即施工前、施工中以及施工后檢測。（1）施工前檢測施工前檢測主要是與現(xiàn)場中心試驗(yàn)室配合，對結(jié)構(gòu)的原材料、混凝土配合比、外加劑等進(jìn)行檢測，防止不合格的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場，只有用合格的材料才能修建出合格的工程。1、隧道襯砌質(zhì)量無損檢測一、概述（2）施工中檢測目前的質(zhì)量控制大多是“重二襯，輕初支”，實(shí)際上隧道初期支護(hù)是隧道的主要承力結(jié)構(gòu)，對整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的耐久性起著很重要的作用，故在隧道施工質(zhì)量過程控制中，對初期支護(hù)各結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量均需進(jìn)行必要的檢測。施工中檢測主要包括：開挖斷面、錨桿質(zhì)量（長度、砂漿飽和度及抗拔力）、鋼拱架或格柵鋼架、噴混凝土強(qiáng)度、厚度等，主體為初期支護(hù)。（3）施工后檢測隧道施工完成后，檢測的主要項(xiàng)目為隧道凈空、二次襯砌強(qiáng)度、厚度、密實(shí)度以及襯砌背后的空洞等，主體為二次襯砌。1、隧道襯砌質(zhì)量無損檢測一、概述2、無損檢測內(nèi)容及其方法施工過程及檢測項(xiàng)目檢測方法采用儀器備注施工中錨桿長度、注漿飽和度；錨桿抗拔力應(yīng)力反射波拉拔試驗(yàn)錨桿質(zhì)量檢測儀錨桿拉拔儀噴混凝土強(qiáng)度射釘槍氣壓射釘槍系統(tǒng)噴混凝土厚度、背后缺陷地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR格柵/型鋼榀數(shù)地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR開挖斷面凈空激光斷面儀或全站儀激光斷面儀施工后襯砌混凝土強(qiáng)度超聲回彈綜合法超聲波檢測儀混凝土回彈儀鉆芯取樣襯砌混凝土厚度及背后缺陷地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR襯砌背后圍巖狀況地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR襯砌裂縫及滲漏水人工目測分格素描游標(biāo)卡尺、數(shù)碼像機(jī)隧道凈尺寸激光斷面儀或全站儀激光斷面儀（1）按施工過程一、概述2、無損檢測內(nèi)容及其方法（2）按檢測項(xiàng)目檢測項(xiàng)目方法儀器備注錨桿質(zhì)量應(yīng)力反射波拉拔試驗(yàn)錨桿質(zhì)量檢測儀錨桿拉拔儀錨桿長度、注漿飽和度；抗拔力鋼架地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR格柵/型鋼數(shù)量混凝土強(qiáng)度射釘槍

超聲回彈綜合法氣壓射釘槍系統(tǒng)

超聲波檢測儀和混凝土回彈儀鉆芯取樣襯砌厚度及缺陷地質(zhì)雷達(dá)RAMAC/GPR

隧道斷面激光斷面儀激光斷面儀開挖斷面、隧道凈空尺寸襯砌裂縫及滲漏水人工目測分格素描游標(biāo)卡尺、數(shù)碼像機(jī)

southwestjIaotongwnIversIty二、錨桿質(zhì)量西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity二、錨桿質(zhì)量

錨桿是將破碎或不穩(wěn)定巖體(塊)與牢固穩(wěn)定的巖體連結(jié)在一起以提高整體穩(wěn)定性的一種支護(hù)措施。當(dāng)錨桿發(fā)揮作用時(shí)，錨桿不同部段的功能各不相同。錨桿內(nèi)端處于牢固穩(wěn)定巖體的部段，其錨固力主要起著固定錨桿的作用；而錨桿外端處于破碎或不穩(wěn)定巖體的部段，其錨固力主要起著將該段巖體(塊)與錨桿連結(jié)在一起的作用（圖1）。要讓錨桿能發(fā)揮設(shè)計(jì)的效果，除保證錨桿的長度滿足設(shè)計(jì)要求外，還要使各段都能均勻而有效地與巖體錨固在一起（保證注漿飽和度）。圖1理想錨桿受力示意圖距巖面距離(m)x軸力(kN)P二、錨錨桿質(zhì)質(zhì)量2.1錨桿長長度及及注漿漿飽和和度錨桿長度及注漿飽飽和度度均采用用應(yīng)力反反射波波法檢測。。檢測測儀器器為錨桿質(zhì)質(zhì)量檢檢測儀儀，見下下圖。。錨桿質(zhì)質(zhì)量檢檢測儀儀二、錨錨桿質(zhì)質(zhì)量2.1錨桿長長度及及注漿漿飽和和度1）錨桿桿長度度應(yīng)力反反射波波法是是一種種無損損檢測測方法法,該方法法的基基本理理論依依據(jù)為為一維維桿件件的彈彈性應(yīng)應(yīng)力波波反射射理論論。在錨桿桿頂部部激發(fā)發(fā)彈性性應(yīng)力力波,當(dāng)彈性性應(yīng)力力波傳傳播到到錨桿桿底部部時(shí)由由于錨錨桿和和錨桿桿底部部的巖巖石存存在波波阻抗抗差異異,將產(chǎn)生反射射波回到錨錨桿頂。根根據(jù)反射波的走走時(shí)和錨桿中的的應(yīng)力波傳播播速度就可以用(1)式求出錨桿桿長度L，錨桿中的的應(yīng)力波傳傳播速度可可在現(xiàn)場已已知長度的的錨桿上進(jìn)進(jìn)行標(biāo)定。。式中:vc——錨桿中應(yīng)力力波傳播速速度;t——應(yīng)力反射波波的雙程走走時(shí)。（1)應(yīng)力波在錨錨固界面上上的反射二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.1錨桿長度及及注漿飽和和度2）注漿飽和和度注漿飽和度度檢測通過測定錨錨桿不同方位、不同距離應(yīng)力波的阻尼情況，即錨錨桿與圍巖巖的耦合情情況來判斷斷注漿飽和和度。由應(yīng)應(yīng)力波在介介質(zhì)中的傳傳播特性可可知：應(yīng)力力波在堅(jiān)硬完整的介質(zhì)中傳播速度大大，衰減速速度快，而在松散及不完完整介質(zhì)中應(yīng)力力波的傳播速度小小，衰減速速度慢。全錨錨桿實(shí)實(shí)測波形與與錨固質(zhì)量量結(jié)果二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.1錨桿長度及及注漿飽和和度2）注漿飽和和度利用應(yīng)力波波這一傳播播特性來判判斷注漿飽飽和度情況況，對于注漿飽滿的，砂漿和和巖石的耦耦合性好，，可看成完完整的介質(zhì)質(zhì)，因此應(yīng)應(yīng)力波的波形規(guī)則衰衰減快，近于指數(shù)數(shù)衰減；對對于注漿飽滿程程度差的，則砂漿漿和巖石間間的耦合性性差，可看看成松散不不完整的介介質(zhì)，應(yīng)力力波的波形雜亂，，衰減慢。根據(jù)不同方方向、不同同部位擊震震的應(yīng)力波波衰減曲線線就可以對對注漿飽和和度作出判判斷。部分錨固狀狀態(tài)實(shí)測波波形及錨固固狀態(tài)分析析結(jié)果二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.2錨桿抗拔力力錨桿抗拔力力通過拉拔試驗(yàn)進(jìn)行檢測。。拉拔試驗(yàn)驗(yàn)檢測方法法是一種傳統(tǒng)的錨桿錨固質(zhì)質(zhì)量檢測方方法。進(jìn)行拉拔試試驗(yàn)時(shí)，將將液壓千斤斤頂放在托托板和螺母母之間，擰擰緊螺母，，施加一定定的預(yù)應(yīng)力力，然后用用手動液壓壓泵加壓，，同時(shí)記錄錄液壓表和和位移計(jì)上上的對應(yīng)讀讀數(shù)，當(dāng)壓壓力或者位位移讀數(shù)達(dá)達(dá)到預(yù)定值值時(shí)，或者者當(dāng)壓力計(jì)計(jì)讀數(shù)下降降而位移計(jì)計(jì)讀數(shù)迅速速增大時(shí)，，停止加壓壓。測試后后，整理出出錨桿的位位移-荷載曲線，，進(jìn)而分析析出試驗(yàn)錨錨桿的抗拔拔力大小。。試驗(yàn)時(shí)錨錨桿的受力力狀態(tài)見圖圖2。距巖面距離(m)x軸力(kN)P圖2抗拔試驗(yàn)時(shí)時(shí)錨桿的受受力示意圖圖二、錨桿質(zhì)質(zhì)量2.2錨桿檢測方方法評述試驗(yàn)證明：：對于高強(qiáng)強(qiáng)螺紋錨桿桿，當(dāng)錨固長度達(dá)到錨桿直直徑的42倍時(shí)，握裹力不再隨錨桿長度的增加而增增加。高速速鐵路隧道道錨桿的長長與直徑比比達(dá)到幾百百倍，而且且從圖1、2可知，錨桿桿拔抗試驗(yàn)驗(yàn)與實(shí)際錨錨桿的受力力狀態(tài)有很很大不同，，得出錨桿桿抗拔力與與錨桿質(zhì)量量沒有必然然的相關(guān)性性，若僅采采用抗拔試試驗(yàn)，可能能導(dǎo)致將不不合格錨桿桿依其抗拔拔力評定成成合格錨桿桿。所以，對錨錨桿進(jìn)行檢檢測時(shí)，要要采用聲頻頻應(yīng)力波法法對錨桿的的錨固質(zhì)量量進(jìn)行無損檢測，再配合抗拔力試驗(yàn)驗(yàn)進(jìn)行綜合分分析，可對對錨桿的錨固質(zhì)量作出較全面的評評價(jià)。southwestjIaotongwnIversIty三、鋼架西南交通大大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity三、鋼架在隧道中所所使用格柵柵或型鋼拱拱架支撐數(shù)數(shù)量，也是是隧道初期期支護(hù)質(zhì)量量控制中所所關(guān)心的問問題。由于于噴混凝土土中存在格格柵或型鋼鋼拱架支撐撐時(shí)，地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)剖面面圖中信號號會有變化化，可通過過這些信號號的變化讀讀出隧道施施工時(shí)所使使用的格柵柵或型鋼拱拱架支撐數(shù)數(shù)量。檢測儀器是是地質(zhì)雷達(dá)達(dá)，見下圖圖。三、鋼架圖1RAMACⅡ型主機(jī)圖21000MHz天線圖3500MHz天線三、鋼架1）格柵當(dāng)混凝土中中存在鋼筋筋時(shí)，雷達(dá)達(dá)剖面圖中中將產(chǎn)生連連續(xù)點(diǎn)狀強(qiáng)強(qiáng)反射信號號，當(dāng)混凝凝土中有格柵拱架支撐時(shí)時(shí)，靠得較較近的兩主主筋將形成成兩個(gè)點(diǎn)狀狀強(qiáng)反射信信號，則兩個(gè)點(diǎn)狀信信號形成類似于于字母M形狀的反射射信號，每每一個(gè)這樣樣的雷達(dá)波波信號就對對應(yīng)著一榀榀格柵拱架架支撐，由由此信號總總數(shù)即可統(tǒng)統(tǒng)計(jì)出整個(gè)個(gè)隧道縱向向的格柵拱拱架支撐數(shù)數(shù)量。存在格柵柵拱架的的雷達(dá)波波檢測圖圖呈M形的格柵支撐存在鋼筋筋的雷達(dá)達(dá)波檢測測圖三、鋼架架1000MHz天線檢測測出的襯襯砌內(nèi)存存在鋼筋筋的地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)圖圖像500MHz天線檢測測出的襯襯砌內(nèi)存存在鋼筋筋的地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)圖圖像（標(biāo)標(biāo)點(diǎn)間距距2m）三、鋼架架1.6GHz天線采集集的數(shù)據(jù)據(jù)，鋼筋筋更加清清晰上圖為在在隧道拱拱腰處檢檢測的鋼鋼筋網(wǎng)圖圖像，用1000兆天線三、鋼架架2）型鋼當(dāng)混凝土土中有型鋼支撐時(shí)時(shí)，雷雷達(dá)剖剖面圖圖中將將出現(xiàn)現(xiàn)特別別強(qiáng)的的月牙形形反射信信號，，每一一個(gè)這這樣的的信號號表示示有一一榀型型鋼拱拱架支支撐，，由此此信號號總數(shù)數(shù)即可可統(tǒng)計(jì)計(jì)出整整個(gè)隧隧道縱縱向的的型鋼鋼拱架架支撐撐數(shù)量量。存在型型鋼拱拱架的的雷達(dá)達(dá)波檢檢測圖圖三、鋼鋼架2）型鋼鋼襯砌內(nèi)內(nèi)有鋼鋼架的的地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)達(dá)圖像像southwestjIaotongwnIversIty四、混混凝土土強(qiáng)度度西南交交通大大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity四、混混凝土土強(qiáng)度度4.1氣壓射射釘槍槍強(qiáng)度度檢測測系統(tǒng)統(tǒng)(針對初初期支支護(hù))根據(jù)噴混凝凝土表面特特征，宜采采用氣氣壓射射釘槍槍無損損檢測測方法法對其其強(qiáng)度度進(jìn)行行檢測測。整整個(gè)系系統(tǒng)由由射釘槍、空壓計(jì)、、空壓管、空壓機(jī)機(jī)、變壓器、數(shù)顯顯深度游標(biāo)卡尺等組成。其中變壓壓器為國產(chǎn)多功能能變壓器，由于氣氣壓射釘槍系統(tǒng)額額定工作電壓為100伏，故通過變壓器器將國內(nèi)220伏轉(zhuǎn)換成100伏。氣壓射釘槍檢測系系統(tǒng)及射釘槍照片詳見見下圖。氣壓射釘槍強(qiáng)度測測試系統(tǒng)示意圖四、混凝土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍強(qiáng)度檢檢測系統(tǒng)(針對初期支護(hù))氣壓射釘槍的工作原理是射釘槍在恒定高壓氣體推力力作用下推動經(jīng)過特殊標(biāo)定的射釘高速進(jìn)入混凝土中，一一部分能量消耗于于鋼釘與混凝土之之間的摩擦，另一一部分能量由于混混凝土受擠壓破碎碎而被消耗，發(fā)射射槍引發(fā)的子彈初初始動能是恒定的的，則其貫入深度取決于混凝土的力學(xué)性質(zhì)，通過射釘?shù)呢炄攵瓤赏贫ɑ炷翉?qiáng)度（深度與強(qiáng)度的關(guān)關(guān)系由實(shí)驗(yàn)標(biāo)定公公式確定）。四、混凝土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍強(qiáng)度檢檢測系統(tǒng)(針對初期支護(hù))氣壓射釘槍檢測方方法具有檢測結(jié)果果客觀可靠、操作方方便、省工省時(shí)等優(yōu)點(diǎn),在隧道初期支護(hù)噴噴混凝土的強(qiáng)度檢檢測中發(fā)揮了重要要作用,取得了令人滿意的的結(jié)果。噴混凝土強(qiáng)度與射射釘貫入深度關(guān)系系曲線四、混凝土強(qiáng)度4.1氣壓射釘槍強(qiáng)度檢檢測系統(tǒng)在檢測中，對噴混混凝土的早期強(qiáng)度及晚期強(qiáng)度進(jìn)行檢測，通過大大量的試驗(yàn)建立起起強(qiáng)度齡期成長曲線線后，即可通過檢測早期強(qiáng)度度預(yù)測晚期強(qiáng)度，用以及時(shí)調(diào)整施工方法及配合比參數(shù)，以確保隧道初期支護(hù)噴混混凝土的晚期強(qiáng)度是否滿足足要求。這是其他方法不便便實(shí)現(xiàn)的。四、混凝土強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合檢測測方法(針對二次襯砌)1）根據(jù)要求布置強(qiáng)強(qiáng)度測區(qū)，隧道強(qiáng)強(qiáng)度檢測時(shí)測區(qū)一一般布置在左邊墻、右邊墻、、拱頂?shù)任恢茫?）在確定的測區(qū)內(nèi)內(nèi)，用超聲回彈模模子標(biāo)出回彈的彈擊點(diǎn)及超聲聲速值測點(diǎn)，用混凝土回彈儀儀測試回彈值（16個(gè)測點(diǎn)），用超聲聲波檢測儀測試3個(gè)超聲波聲時(shí)值（（取其平均值）；；3）在檢測的同時(shí)，，由專人對回彈值、超聲波波聲時(shí)值作好記錄。4）將現(xiàn)場測試的回彈值、超聲值按規(guī)范要求進(jìn)行修正后，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算測區(qū)混凝土強(qiáng)度的推算值（若有鉆芯取樣，，還要結(jié)合抗壓強(qiáng)強(qiáng)度進(jìn)行修正），，從而對整個(gè)隧道道襯砌混凝土強(qiáng)度進(jìn)行評定。四、混凝土強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合檢測測方法(針對二次襯砌)回彈測點(diǎn)示意超聲測點(diǎn)示意四、混凝土強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合檢測測方法對二次襯砌混凝土土強(qiáng)度檢測采用超聲回彈綜合法結(jié)合少量的鉆芯取樣進(jìn)行檢測。超聲波波測試儀及回彈儀儀見圖:NM—4B超聲波測試儀TICO超聲波測試儀四、混凝土強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合檢測測方法α—2000數(shù)顯回彈儀機(jī)械混凝土回彈儀儀四、混凝土強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合檢測測方法（1）超聲回彈檢測在隧道內(nèi)沿縱向每隔一定距離、在不同部位設(shè)置測區(qū)，采用混凝土回彈儀在測區(qū)內(nèi)測得隧道道襯砌混凝土的回彈值，并用超聲波測試儀在相同測區(qū)內(nèi)測得得超聲波在隧道襯襯砌混凝土中傳播播的波速，再根據(jù)“回彈—超聲”綜合法的以以下公式求出隧道道襯砌混凝土推定強(qiáng)度值值。四、混凝土強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合檢測測方法（2）鉆取芯樣檢測鉆芯取樣為局部檢測，，主要用于修正超聲回彈所得混凝凝土的強(qiáng)度。芯樣鉆取位置必必須在超聲回彈檢檢測范圍以內(nèi)，在現(xiàn)場采用鉆機(jī)（如：ZKJ—200型金剛石鉆機(jī)）鉆鉆取芯樣（芯樣直直徑：φ100或φ150）后，在室內(nèi)進(jìn)行芯樣試件制作作并養(yǎng)護(hù)后采用壓壓力試驗(yàn)機(jī)（NYL—60型）對芯樣試件進(jìn)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)，得出襯砌混凝凝土芯樣強(qiáng)度值。。通過超聲回彈綜合合法無損檢測結(jié)合合少量鉆芯取樣進(jìn)進(jìn)行修正的方法（（見下式）得出隧隧道襯砌混凝土的的強(qiáng)度，并將其結(jié)果與設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行比較分析，得出隧道襯襯砌混凝土強(qiáng)度是否滿足要求。四、混凝土強(qiáng)度4.2超聲回彈綜合檢測測方法鉆芯機(jī)四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片四、檢測結(jié)果4）現(xiàn)場檢測照片southwestjIaotongwnIversIty五、混凝土厚度及及背后缺陷西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity五、混凝土厚度及及背后缺陷混凝土厚度及背后襯砌缺缺陷均采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測。地質(zhì)雷雷達(dá)檢測原理是：：利用雷達(dá)波通過過結(jié)構(gòu)、構(gòu)造物反反射回來的波形差差異進(jìn)行分析處理理檢測對象。一般般運(yùn)用于檢測區(qū)域較大、檢測對象復(fù)雜，要求檢檢測精度適中中，且檢測測速度較快快的情況。。地質(zhì)雷達(dá)達(dá)應(yīng)用脈沖電磁磁波探測隱蔽蔽介質(zhì)的的分布。。地質(zhì)雷雷達(dá)的發(fā)發(fā)射天線線向混凝凝土內(nèi)發(fā)發(fā)射高頻寬帶帶短脈沖沖電磁波，電磁波波遇到具具有不同介電電特性的混凝土土與圍巖巖界面時(shí)有部分分返回，，接收天天線接收收反射波波并記錄錄反射波波的旅行行時(shí)間。。當(dāng)發(fā)射和接接收天線線沿物體表表面逐點(diǎn)點(diǎn)同步移動動時(shí)，就能能得到其其內(nèi)部介介質(zhì)的剖剖面圖像像。根據(jù)據(jù)接收到到波的旅旅行時(shí)間間(雙程走時(shí)時(shí))、幅度頻頻率與波波形變化化資料，，可以推推斷介質(zhì)的內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)以及目標(biāo)體的深度、形形狀等特征參參數(shù)(見下圖)。5.1檢測原理理五、混凝凝土厚度度及背后后缺陷式(1)脈沖波走走時(shí)按式式（1）進(jìn)行計(jì)計(jì)算:式中:ｘ值在剖剖面探測測中是固固定的；；ｖ值(m·ns-1)可以利用用現(xiàn)成數(shù)數(shù)據(jù)或測測定獲得得，由上上式可得得目標(biāo)體體的深度度值(ｍ)。反射探測測原理圖圖檢檢測結(jié)果果與實(shí)際際結(jié)構(gòu)的的對照圖圖隧道襯砌砌與圍巖巖的相對介電電常數(shù)的對比決定分層層是否““可見””。當(dāng)存存在缺陷陷時(shí)，由由于缺陷陷與良好好襯砌或或圍巖間間的介電電常數(shù)的的對比差差異，也也使得缺缺陷“可可見”，，見上圖圖右。五、混混凝土土厚度度及背背后缺缺陷采用地地質(zhì)雷雷達(dá)對對混凝凝土厚厚度進(jìn)進(jìn)行檢檢測前前要解解決的的問題題：天線頻頻率的選擇擇、雷雷達(dá)波波在噴噴混凝凝土中中的波速標(biāo)標(biāo)定。地質(zhì)雷雷達(dá)各各頻率率天線線均有有各自自適宜宜的探探測深深度及及分辨辨率，，根據(jù)混凝土土的厚度，宜選選用500MHz天線；；對于于波速標(biāo)定，，建議議采用用激光光斷面面儀通通過斷斷面檢檢測得得出混混凝土土厚度度來實(shí)實(shí)現(xiàn).RAMACⅡ型地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)達(dá)各頻頻率天天線五、混混凝土土厚度度及背背后缺缺陷5.2測線布布置根據(jù)《鐵路隧隧道襯襯砌質(zhì)質(zhì)量無無損檢檢測規(guī)規(guī)程》測線布布置應(yīng)應(yīng)符合合下列列規(guī)定定：1、隧道道施工過過程中中質(zhì)量檢檢測應(yīng)應(yīng)以縱向布布線為主，，橫向向布線線為輔輔?？v縱向布布線的的位置置應(yīng)在在隧道道拱頂、、左右右拱腰腰、左左右邊邊墻和和隧底底各布1條;橫向布布線可可按檢檢測內(nèi)內(nèi)容和和要求求布設(shè)設(shè)線距距，一一般情情況線線距8-12m;采用點(diǎn)點(diǎn)測時(shí)時(shí)每斷斷面不不少于于6個(gè)點(diǎn)。。檢測測中發(fā)發(fā)現(xiàn)不不合格格地段段應(yīng)加加密測測線或或測點(diǎn)點(diǎn)。2、隧道道竣工驗(yàn)驗(yàn)收時(shí)質(zhì)量量檢測測應(yīng)縱向布布線，必要要時(shí)可可橫向向布線線?？v縱向布布線的的位置置應(yīng)在在隧道道拱頂、、左右右拱腰腰和左左右邊邊墻各布1條;橫向布布線線線距8-12m;采用點(diǎn)點(diǎn)測時(shí)時(shí)每斷斷面不不少于于5個(gè)點(diǎn)。。需確定回填空洞規(guī)規(guī)模和和范圍圍時(shí)，應(yīng)應(yīng)加密測測線或或測點(diǎn)點(diǎn)。3、三線隧道應(yīng)在隧隧道拱頂部位增加2條測線。4、測線每5~10m應(yīng)有一里程程標(biāo)記。測線布置見見下圖：圖4雷達(dá)測線縱縱斷面布置置圖圖5雷達(dá)測線橫橫斷面布置置圖圖6檢測方式圖圖五、混凝土土厚度及背背后缺陷五、混凝土土厚度及背背后缺陷5.3混凝土厚度度地質(zhì)雷達(dá)發(fā)發(fā)射天線向向隧道混凝凝土內(nèi)發(fā)射射高頻寬帶帶短脈沖電電磁波，電電磁波遇到到具有不同同介電特性性的混凝土土與圍巖界界面時(shí)部分分會由反射射返回，接接收天線接接收反射波波并記錄反反射波的旅旅行時(shí)間。。根據(jù)接收到到波的旅行時(shí)間(雙程走時(shí))、標(biāo)定的地地質(zhì)雷達(dá)在在混凝土中中的波速值，再由式（（2）可求出混凝土厚度度。(2)式中:v———地質(zhì)雷達(dá)波波的波速；；t——地質(zhì)雷達(dá)波波的雙程走走時(shí)。五、混凝土土厚度及背背后缺陷5.3混凝土厚度襯砌與圍巖間會會存在明顯的反射層，從而利用此反反射層來探明二二次襯砌混凝土土的厚度，見下圖。襯砌與圍巖間存存在的明顯反射射層及層位追蹤蹤圖五、混凝土厚度度及背后缺陷5.3混凝土厚度上圖為襯砌厚度度檢測圖象，用用時(shí)間觸發(fā)方式式檢測,用RAMAC/GPR雷達(dá)，500兆屏蔽天線。五、混凝土厚度度及背后缺陷5.3混凝土厚度上圖為隧道拱頂襯砌厚度檢測,采用RAMAC/GPRCUII主機(jī),500兆屏蔽天線五、混凝土厚度度及背后缺陷5.3混凝土厚度上圖為用瑞典MALA公司的CUII主機(jī),500兆屏蔽天線在隧隧道拱腳處檢測的雷達(dá)圖像像,可以清楚看到二二襯界面和鋼拱拱架.五、混凝土厚度度及背后缺陷5.3混凝土厚度上圖為在隧道拱拱腰處用500兆天線做的。距距起點(diǎn)200米的左側(cè)是鋼筋筋網(wǎng)（隧道內(nèi)絕大部分是這這種結(jié)果），右右側(cè)是水侵入?yún)^(qū)區(qū)域，鋼筋圖像像不清楚；二襯襯的底界面由于大量充充水，界面非常常清楚。五、混凝土厚度度及背后缺陷5.4混凝土背后缺陷陷在混凝土內(nèi)存在在不密實(shí)以及背背后存在缺陷時(shí)時(shí)，均可由地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)剖面圖上上所反映的信息息進(jìn)行判斷?；旎炷帘澈蟮娜比毕菪问街饕杏胁幻軐?shí)及空洞兩種情況。混凝土及背后存存在不密實(shí)：不密實(shí)的襯砌混凝土體體及混凝土背后后不密實(shí)的圍巖巖在地質(zhì)雷達(dá)剖剖面圖上的波形雜亂，同相軸錯(cuò)斷。。存在不密實(shí)的雷雷達(dá)波檢測圖五、混凝土厚度度及背后缺陷5.2混凝土背后缺陷陷混凝土與圍巖之之間有空洞:由于空氣與混凝土介電常數(shù)差別較大，電磁波在混凝凝土與空氣之間間將產(chǎn)生強(qiáng)反射信號。當(dāng)空洞比較大大時(shí)，圍巖界面面清晰可見，在在地質(zhì)雷達(dá)剖面面圖上主要表現(xiàn)現(xiàn)為在混凝土層層以下出現(xiàn)多次次反射波，同相相軸呈弧形，并與相鄰道之之間發(fā)生相位錯(cuò)位，且其能量明顯增強(qiáng)。存在空洞的雷達(dá)達(dá)波檢測圖五、混凝土厚度度及背后缺陷5.2混凝土背后缺陷陷用500兆屏蔽天線做拱頂檢測，采用CUII主機(jī)。圖中箭頭頭所指為脫空。。五、混凝土厚度度及背后缺陷5.2混凝土背后缺陷陷做拱腳檢測，用瑞典MALA公司的CUII主機(jī)，500兆屏蔽天線。圖圖中52米到76米處存在大面積脫空。3）結(jié)果形式右線K0+000~K0+250拱頂襯砌厚度、、背后缺陷示意意圖左線K0+000~K0+250拱頂襯砌厚度、、背后缺陷示意意圖五、混凝土厚度度及背后缺陷中梁山右線K0+010~+030段拱頂測線地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)圖像中梁山右線K0+080~+110段拱頂測線地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)圖像五、混凝土厚度度及背后缺陷中梁山左線K0+170~+200段拱頂測線地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)圖像中梁山左線K0+100~+120段拱頂測線地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)圖像五、混凝土厚度度及背后缺陷3）結(jié)果形式右線K0+000——K0+250注漿量示意圖右線K0+000——K0+250注漿量示意圖五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場檢測照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場檢測照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場檢測照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場檢測照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場檢測照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場檢測照片五、混凝土厚度度及背后缺陷4）現(xiàn)場檢測照片五、混凝土厚度度及背后缺陷southwestjIaotongwnIversIty六、斷面檢測西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity控制超欠挖隧道允許超挖值值（cm）圍巖級別開挖部位ⅠⅡ～ⅣⅤ、Ⅵ拱部線性超挖101510最大超挖152515邊墻線性超挖101010仰拱、隧底線性超挖10最大超挖25六、斷面檢測《客運(yùn)專線鐵路隧隧道工程施工技技術(shù)指南》TZ214——2005規(guī)定：隧道開挖挖不應(yīng)欠挖，當(dāng)當(dāng)圍巖完整、石石質(zhì)堅(jiān)硬時(shí)，允允許巖石個(gè)別突突出部分侵入襯襯砌（每1m2不大于0.1m2、高度不大于5cm）。拱腳和墻腳腳以上1m范圍內(nèi)嚴(yán)禁欠挖挖。在控制超欠挖技技術(shù)的研究中，，首先應(yīng)改變觀觀念，即必需改改變“寧超勿欠欠”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)點(diǎn)，樹立“少欠欠少超”的觀點(diǎn)點(diǎn)。也就是說，，應(yīng)容許一定程程度的欠挖，例例如，日本在隧隧道施工中，基基本上容許概率率為16％的欠挖。即在在開挖斷面上取取100個(gè)點(diǎn)，有不超過過16個(gè)點(diǎn)的超挖就可可以了。這樣就就可以避免開挖挖輪廓線的無謂謂擴(kuò)大，而使超超挖得以減少。。例如，鐵路隧隧道施工規(guī)范（（TB10204—2002）規(guī)定：當(dāng)圍巖巖完整、石質(zhì)堅(jiān)堅(jiān)硬時(shí)，容許巖巖石個(gè)別突出部部分（每1m2不大于0.1m2）侵入襯砌，侵侵入值應(yīng)小于襯襯砌厚度的1/3，并小于10cm。對噴錨襯砌應(yīng)應(yīng)不大于5cm。六、斷面檢測實(shí)際施工中，周周邊孔開口位置置e有三種情況，其其出現(xiàn)機(jī)率和差差值大小則主要要決定于鉆孔水水平。第1種情況（a）不影響超欠挖挖；在（b）的情況時(shí)，將將使超挖增加一一個(gè)e值，而第3種情況，將使超超挖減小一個(gè)e值，但出現(xiàn)欠挖挖。因而，鉆孔孔時(shí)先定位，后后鉆進(jìn)，并在掌掌子面上完整醒醒目地標(biāo)出周邊邊孔位線，把e控制在較小范圍圍內(nèi)（約在3cm）是可能的。六、斷面檢測六、斷面檢測對隧道在各施工工階段的凈空尺尺寸（橫斷面凈空及超欠挖情況）采用激光斷面儀（如國產(chǎn)BJSD-2型隧道限界檢測測儀）或全站儀儀進(jìn)行檢測。通通過激光斷面儀儀對隧道各施工工階段凈空尺寸寸的檢測、數(shù)據(jù)據(jù)處理，可以評價(jià)隧道開挖質(zhì)量、取代收斂量測以及對地質(zhì)雷達(dá)達(dá)檢測混凝土厚厚度時(shí)進(jìn)行波速標(biāo)定和厚度修正等。BJSD-2型隧道限界檢測儀隧道斷面現(xiàn)場檢檢測照片六、斷面檢測1）開挖質(zhì)量在隧道開挖后，，將激光斷面儀儀架設(shè)在檢測橫斷面上對開挖輪廓進(jìn)進(jìn)行檢測，對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，，得出隧道開挖輪廓斷面，與設(shè)計(jì)的開挖線相比較，可評價(jià)隧道開挖的超欠挖情況，對隧道的的開挖質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，詳見見圖3、4所示。圖3檢測凈空與設(shè)計(jì)計(jì)輪廓比較圖圖4檢測斷面數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)六、斷面檢測BJSD-2型隧道限界檢測測儀專用軟件界界面隧隧道凈空檢檢測結(jié)果六、斷面檢測在隧道開挖后，用激光斷面儀儀對開挖斷面進(jìn)行測量，待混凝土完成后在相同斷面作凈空斷面進(jìn)行測量，利用用兩次測量結(jié)果果的差值，可得出該斷面面混凝土厚度的準(zhǔn)確值（見圖5），結(jié)合地質(zhì)雷雷達(dá)圖像分析得得到的脈沖波雙程走時(shí)，再根據(jù)式（3）求出混凝土土內(nèi)傳播的雷達(dá)波速（見圖6）。圖5混凝土厚度圖6拱頂測線處厚厚度及雷達(dá)圖圖像六、斷面檢測測從圖6可知，d=0.236m，雷達(dá)波雙程走時(shí)為4ns，由式(3)求出波速為0.118m/ns，將不同測線線在此斷面的的波速分別求求出，再對其其進(jìn)行綜合分分析，得到混混凝土的雷達(dá)波速。除此之外，還還可將檢測斷斷面的混凝土土厚度作為準(zhǔn)確值，對整個(gè)隧道混凝凝土厚度的檢測結(jié)果進(jìn)進(jìn)行修正。五、監(jiān)測、檢檢測項(xiàng)目2、凈空斷面檢檢測采用激光斷面面儀對隧道開挖斷面、襯支后斷面、二襯砌斷面進(jìn)行檢測，不不僅可以檢測測出隧道開挖挖的超欠挖情況，還可以以得出襯期支支護(hù)及二次襯襯砌厚度，隧道凈空情況等。初支/二襯后斷面檢檢測示意圖初支/二襯前斷面檢檢測示意圖四、檢測測結(jié)果左線K0+071.4檢測斷面面凈空(風(fēng)機(jī))右線K0+073檢測斷面面凈空(風(fēng)機(jī))2、凈空斷斷面檢測測四、檢測測結(jié)果左線K0+071.4檢測斷斷面限界(風(fēng)機(jī))右線K0+073檢測斷斷面限界(風(fēng)機(jī))2、凈空空斷面面檢測測四、檢檢測結(jié)結(jié)果4）現(xiàn)場檢檢測照照片四、檢檢測結(jié)結(jié)果4）現(xiàn)場檢檢測照照片四、檢檢測結(jié)結(jié)果4）現(xiàn)場檢檢測照照片southwestjIaotongwnIversIty七、襯襯砌裂裂縫及及滲漏漏水西南交交通大大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity七、襯襯砌裂裂縫及及滲漏漏水在隧道道全長長內(nèi)對對襯砌砌的變變形和和破損損、裂裂縫及及滲漏漏水位位置沿沿隧道道洞身身里程程采用用人工工目測測分格格素描描的方方法進(jìn)進(jìn)行檢檢查。。對隧道道襯砌砌裂縫縫采用用游標(biāo)標(biāo)卡尺尺、超超聲波波檢測測儀對對其寬寬度及及深度度進(jìn)行行檢測測。隧道滲滲漏水水狀況況采用用紅外外探水水法進(jìn)進(jìn)行檢檢測，，同時(shí)時(shí)在隧隧道滲滲漏水水位置置取水水樣進(jìn)進(jìn)行化化驗(yàn)（（成分分分析析），，檢測測滲漏漏水對對混凝凝土是是否存存在的的侵蝕蝕作用用。提交隧隧道病病害分分格檢檢測展展示圖圖（見見圖3），裂裂縫寬寬度、、深度度檢測測結(jié)果果報(bào)告告。隧道病病害分分格檢檢測展展示圖圖七、襯襯砌裂裂縫及及滲漏漏水同時(shí)，，采用用數(shù)字字式近近景攝攝影機(jī)機(jī)拍攝攝隧道道內(nèi)襯襯砌的的破損損、裂裂縫及及滲漏漏水位位置等等情況況。數(shù)數(shù)字式式近景景攝影影機(jī)由由數(shù)碼碼相機(jī)機(jī)和J2型經(jīng)緯緯儀及及專用用支架架組成成。數(shù)數(shù)碼相相機(jī)為為CanonG2，其最最大分分辨率率為2272××1704即387萬像素素。數(shù)數(shù)碼相相機(jī)通通過專專用支支架連連接到到經(jīng)緯緯儀。。數(shù)字字式近近景攝攝影機(jī)機(jī)拍攝攝方式式如下下所示示?，F(xiàn)場數(shù)數(shù)碼攝攝像示示意圖圖七、襯襯砌裂裂縫及及滲漏漏水使相機(jī)機(jī)從不不同角角度拍拍攝獲獲得隧隧道襯襯砌數(shù)數(shù)字圖圖像，，以圖圖像處處理方方式對對襯砌砌數(shù)字字圖像像進(jìn)行行較正正和拼拼接，，形成成隧道道襯砌砌展開開圖（（如圖圖所示示）。。將展展開圖圖與采采用人人工目目測方方式得得到的的隧道道病