隧道質(zhì)量檢測病害分析.ppt

隧道工程質(zhì)量檢測,內(nèi)容介紹,一、隧道的主要病害二、隧道初支檢測（錨桿拉拔試驗(yàn)、錨桿無損檢測）三、隧道襯砌混凝土質(zhì)量雷達(dá)無損檢測四、隧道狀況檢測評定五、隧道狀況檢測評定實(shí)例六、盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量檢測,一、隧道主要病害,一、隧道主要病害,1隧道水害隧道水害是指在隧道修建和運(yùn)營過程遇到的水的干擾和危害，是最常見的隧道病害。主要指運(yùn)營隧道水害，即圍巖的地下水和地表水直接或間接地以滲漏或涌出的形式進(jìn)入隧道內(nèi)造成的危害。1.1隧道水害的主要類型及其危害（1）隧道滲水及涌水隧道滲漏，按其發(fā)生的部位和流量可分為：拱部滲水、滴水、漏水成線和成股射流四種，邊墻有滲水、淌水兩種，少數(shù)隧道有隧道涌水病害。,一、隧道主要病害,隧道滲水,一、隧道主要病害,（2）隧道滲漏水的危害a滲漏水促使混凝土襯砌風(fēng)化、剝蝕，造成襯砌結(jié)構(gòu)破壞；滲漏水還會軟化圍巖，引起圍巖變形；有些隧道滲水中含有侵蝕性介質(zhì)，造成一般的襯砌混凝土和砌筑砂漿腐蝕損壞，降低襯砌的承載能力.b滲漏水加快內(nèi)部設(shè)備（通訊、照明、設(shè)備等）銹蝕，影響設(shè)備的正常使用，縮短線路設(shè)備的使用壽命，增加維修費(fèi)用。c水害引發(fā)路基下沉、基底裂損、翻漿冒泥等病害。d嚴(yán)重滲漏水引發(fā)地面和底面建筑物的不均勻沉降和破壞。e隧道滲漏造成地表水和含水層水大量流失，破壞周圍水環(huán)境，造成環(huán)境災(zāi)害。,一、隧道主要病害,（3）襯砌周圍積水指運(yùn)營隧道中地表水或地下水向隧道周圍滲流匯集，如不能迅速排走，會引起的病害有：1）水壓較大時導(dǎo)致襯砌破裂；2）圍巖浸水軟化，承載力降低，對襯砌壓力加大，導(dǎo)致襯砌破裂；3）膨脹性圍巖體積膨脹，導(dǎo)致襯砌破裂；4）寒冷地區(qū)引發(fā)凍脹病害。,一、隧道主要病害,（4）潛流沖刷指由于地下水滲流和流動而產(chǎn)生的沖刷和溶蝕作用，其危害有：1）襯砌基礎(chǔ)下沉，邊墻開裂或仰拱、整體道床下沉開裂；2）圍巖滑移錯動導(dǎo)致襯砌變形開裂；3）超挖圍巖回填不實(shí)或未全部回填者，引起圍巖坍塌，導(dǎo)致襯砌破壞。,一、隧道主要病害,1.2隧道水害的主要原因隧道水害的成因是，修建隧道破壞山體原始的水系統(tǒng)平衡，隧道成為所穿過山體附近地下水集聚的通道。當(dāng)隧道圍巖與含水層連通，而襯砌的防水及排水設(shè)施、方法不完善時，就必然要發(fā)生隧道水害。襯砌作為隧道防水的最后一層保護(hù)，因此在水害檢測中重點(diǎn)是對隧道襯砌質(zhì)量的檢測。,一、隧道主要病害,2隧道襯砌裂損原因：由于變形壓力、松動壓力作用、地層沿隧道縱向分布及力學(xué)性態(tài)的不均勻作用、溫度和收縮應(yīng)力作用、圍巖膨脹性或凍脹性壓力作用、腐蝕性介質(zhì)作用、施工中人為因素、運(yùn)營車輛的循環(huán)荷載作用等，使隧道襯砌結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫和變形，影響隧道的正常使用，統(tǒng)稱為隧道襯砌裂損病害。,一、隧道主要病害,襯砌裂損是隧道病害的主要形式，隧道襯砌裂損破壞了隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低了襯砌結(jié)構(gòu)的安全可靠性，影響隧道的正常使用，甚至危及行車安全。襯砌裂損變形的主要危害有：（1）降低襯砌結(jié)構(gòu)對圍巖的承載能力；（2）使隧道凈空變小，侵入建筑界限，影響車輛安全通過；（3）拱部襯砌掉塊，影響行車和人身安全（4）裂縫漏水，造成洞內(nèi)設(shè)施銹蝕，路面翻漿，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)產(chǎn)生凍脹；（5）鋪底和仰拱破損，基床翻漿、線路變形、危及行車安全，被迫降低車輛運(yùn)行速度，大量增加養(yǎng)護(hù)維護(hù)工作量；（6）在運(yùn)營條件下對裂損襯砌進(jìn)行大修整治，施工與運(yùn)輸互相干擾，費(fèi)用增大。,一、隧道主要病害,2.1襯砌開裂隧道襯砌裂縫根據(jù)裂縫走向及其和隧道長度方向的相互關(guān)系，分為縱向裂縫、環(huán)向裂縫和斜向裂縫三種。環(huán)向工作裂紋，一般對于襯砌結(jié)構(gòu)正常承載影響不大，拱部和邊墻的縱向及斜向裂紋，破壞結(jié)構(gòu)的整體性，危害較大。,一、隧道主要病害,縱向裂縫縱向裂縫平行于隧道軸線，其危害性最大，發(fā)展可引起隧道掉拱、邊墻斷裂甚至整個隧道塌方?？v向裂縫分布具有拱腰部分比拱頂多，雙線隧道主要產(chǎn)生在拱腰，單線隧道主要產(chǎn)生在邊墻的規(guī)律。,一、隧道主要病害,環(huán)向裂縫環(huán)向裂縫，主要由縱向不均勻荷載、圍巖地質(zhì)變化、沉降縫等處理不當(dāng)所引起，多發(fā)生在洞口或不良地質(zhì)地帶與完整巖石地層的交接處。環(huán)向裂縫約占裂縫總長的30%40%。,一、隧道主要病害,斜向裂縫斜向裂縫一般和隧道縱軸呈45左右，也常因混凝土襯砌的環(huán)向應(yīng)力和縱向受力組合而成的拉應(yīng)力造成的，其危害性僅次于縱向裂縫，也需認(rèn)真加固。,一、隧道主要病害,襯砌變形混凝土襯砌發(fā)生收斂變形，造成隧道凈空不夠，或侵占預(yù)留加固的空間，個別隧道的混凝土襯砌侵入3040mm，因此運(yùn)營隧道需要定期進(jìn)行界限測量，作為加固的依據(jù)。,一、隧道主要病害,2.2襯砌腐蝕破壞隧道襯砌腐蝕使混凝土變酥松，強(qiáng)度下降，降低隧道襯砌的承載能力，還會導(dǎo)致鋼軌及扣件腐蝕，縮短使用壽命，危及行車安全。為確保隧道建筑物的安全使用，應(yīng)積極對襯砌腐蝕病害進(jìn)行防治，研究分析隧道產(chǎn)生腐蝕的原因及作用機(jī)理，指導(dǎo)隧道腐蝕的預(yù)防和整治。,一、隧道主要病害,襯砌背后空洞襯砌與圍巖之間沒有回填密實(shí)，出現(xiàn)脫空，空洞從0.31.5m不等，一般加固方法困難。仰拱破碎、道床下沉、翻漿冒泥直接影響行車安全，加固修襯又受行車時間限制，因此施工時必須及時處理。,襯砌背后脫空,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,1、錨桿抗拔力檢測2、錨桿錨固質(zhì)量無損檢測（長度及砂漿密實(shí)度）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。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,2.1錨桿抗拔力檢測錨桿的承載力尚無完善的計算方法，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或通過試驗(yàn)確定，試驗(yàn)項(xiàng)目包括極限抗拔試驗(yàn)，性能試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,2.1.1錨桿拉拔試驗(yàn)的測試方法（1）根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康模谒淼绹鷰r制定部位鉆錨桿孔。孔深在正常深度的基礎(chǔ)上稍作調(diào)整，以便錨桿外露長度大些，保證千斤頂?shù)陌惭b；或采用正常孔深，將待測錨桿加長，從而為千斤頂安裝提供空間。（2）按照正常的安裝工藝安裝待測錨桿，用砂漿將錨桿口部抹平，以便支放承壓墊板。（3）根據(jù)錨桿的種類和試驗(yàn)?zāi)康拇_定拉拔時間。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,（4）在錨桿尾部加上墊板，套上中空千斤頂，將錨桿外端與千斤頂內(nèi)缸固定在一起，并裝設(shè)位移測量設(shè)備與儀器。通過手動油壓泵加壓，從油壓表讀取油壓，根據(jù)活塞面積換算錨桿承受的拉拔力，視需量從千分表讀取錨桿尾數(shù)的位移，繪制錨桿拉拔力位移曲線，供分析研究。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,2.1.2注意事項(xiàng)1、安裝拉拔設(shè)備時，應(yīng)使千斤頂與錨桿同心，避免偏心受拉。2、加載應(yīng)勻速，一般以每分鐘10KN的速率增加。3、如無特殊需要，可不作破壞性試驗(yàn)，拉拔到設(shè)計拉力即停止加載。4、千斤頂應(yīng)固定牢靠，并有必要的安全保護(hù)措施。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,2.1.3試驗(yàn)要求1、每安裝300根錨桿至少隨機(jī)抽樣一組（3根），設(shè)計變更或材料變更時另作一組拉拔力測試。2、同組錨桿錨固力或拉拔力的平均值，應(yīng)大于或等于設(shè)計值。3、同組單根錨桿的錨固力或拉拔力，不得低于設(shè)計值的90。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,2.2錨桿質(zhì)量無損檢測當(dāng)錨桿發(fā)揮作用時，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。要讓錨桿能發(fā)揮設(shè)計的效果，除保證錨桿的長度滿足設(shè)計要求外，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）。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,2.2.1錨桿長度及注漿飽和度,錨桿長度及注漿飽和度均采用應(yīng)力反射波法檢測。檢測儀器為錨桿質(zhì)量檢測儀，見下圖。,錨桿質(zhì)量檢測儀,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,（1）錨桿長度應(yīng)力反射波法是一種無損檢測方法,該方法的基本理論依據(jù)為一維桿件的彈性應(yīng)力波反射理論。在錨桿頂部激發(fā)彈性應(yīng)力波,當(dāng)彈性應(yīng)力波傳播到錨桿底部時由于錨桿和錨桿底部的巖石存在波阻抗差異,將產(chǎn)生反射波回到錨桿頂。根據(jù)反射波的走時和錨桿中的應(yīng)力波傳播速度就可以用(1)式求出錨桿長度L，錨桿中的應(yīng)力波傳播速度可在現(xiàn)場已知長度的錨桿上進(jìn)行標(biāo)定。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,應(yīng)力波在錨固界面上的反射,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,（2）注漿飽和度注漿飽和度檢測通過測定錨桿不同方位、不同距離應(yīng)力波的阻尼情況，即錨桿與圍巖的耦合情況來判斷注漿飽和度。由應(yīng)力波在介質(zhì)中的傳播特性可知：應(yīng)力波在堅硬完整的介質(zhì)中傳播速度大，衰減速度快，而在松散及不完整介質(zhì)中應(yīng)力波的傳播速度小，衰減速度慢。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,全錨錨桿實(shí)測波形與錨固質(zhì)量結(jié)果,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,部分錨固狀態(tài)實(shí)測波形及錨固狀態(tài)分析結(jié)果,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,2.2.2檢測數(shù)量（1）錨桿錨固質(zhì)量無損檢測內(nèi)容應(yīng)包括錨桿桿體長度檢測和錨固密實(shí)度檢測。（2）單項(xiàng)或單元工程的整體錨桿檢測抽樣率應(yīng)不低于總錨桿數(shù)的10%，且每批宜不少于20根。重要部位或重要功能的錨桿宜全部檢測。（3）單項(xiàng)或單元工程抽檢錨桿的不合格率大于10%時，應(yīng)對未檢測的錨桿進(jìn)行加倍抽檢。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,2.2.3單根錨桿錨固質(zhì)量（1）現(xiàn)場檢測結(jié)束后應(yīng)對每根被檢測錨桿的錨固質(zhì)量進(jìn)行評定。（2）單根錨桿錨固質(zhì)量包括長度和注漿密實(shí)度。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,單根錨桿錨桿合格標(biāo)準(zhǔn)：（1）錨桿桿體長度不小于設(shè)計長度的95%，且不足長度不超過0.5m，可評定錨桿長度合格；（2）當(dāng)錨桿空漿部位集中在底部或淺部時，應(yīng)降低一個等級；（3）錨固密實(shí)度達(dá)到C級以上，且符合工程設(shè)計要求時，評定錨固密實(shí)度合格。,二、隧道初支施工質(zhì)量檢測,單元和單項(xiàng)合格判定：單元或單項(xiàng)工程錨桿錨固質(zhì)量全部達(dá)到級及以上的應(yīng)評定為合格，否則應(yīng)評定為不合格。,三探地雷達(dá)無損檢測,三、探地雷達(dá)無損檢測,混凝土厚度及背后襯砌缺陷均采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測。地質(zhì)雷達(dá)檢測原理是：利用雷達(dá)波通過結(jié)構(gòu)、構(gòu)造物反射回來的波形差異進(jìn)行分析處理檢測對象。一般運(yùn)用于檢測區(qū)域較大、檢測對象復(fù)雜，要求檢測精度適中，且檢測速度較快的情況。,3.1檢測原理,三、探地雷達(dá)無損檢測,地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用脈沖電磁波探測隱蔽介質(zhì)的分布。地質(zhì)雷達(dá)的發(fā)射天線向混凝土內(nèi)發(fā)射高頻寬帶短脈沖電磁波，電磁波遇到具有不同介電特性的混凝土與圍巖界面時有部分返回，接收天線接收反射波并記錄反射波的旅行時間。當(dāng)發(fā)射和接收天線沿物體表面逐點(diǎn)同步移動時，就能得到其內(nèi)部介質(zhì)的剖面圖像。根據(jù)接收到波的旅行時間(雙程走時)、幅度頻率與波形變化資料，可以推斷介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及目標(biāo)體的深度、形狀等特征參數(shù)。,三、探地雷達(dá)無損檢測,雷達(dá)信號發(fā)射與數(shù)據(jù)采集,三、探地雷達(dá)無損檢測,隧道襯砌與圍巖的相對介電常數(shù)的對比決定分層是否“可見”。當(dāng)存在缺陷時，由于缺陷與良好襯砌或圍巖間的介電常數(shù)的對比差異，也使得缺陷“可見”，見上圖右。,三、探地雷達(dá)無損檢測,4.2檢測設(shè)備以美國GSSI公司SIR-20型探地雷達(dá)為例，地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：1）控制單元：控制單元是整個雷達(dá)系統(tǒng)的管理器，計算機(jī)（32位處理器）對如何測量給出詳細(xì)的指令。系統(tǒng)由控制單元控制著發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，同時跟蹤當(dāng)前的位置和時間。,三、探地雷達(dá)無損檢測,2）發(fā)射機(jī)：發(fā)射機(jī)根據(jù)控制單元的指令，產(chǎn)生相應(yīng)頻率的電信號并由發(fā)射天線將一定頻率的電信號轉(zhuǎn)換為電磁波信號向地下發(fā)射，其中電磁信號主要能量集中于被研究的介質(zhì)方向傳播。3）接收機(jī)：接收機(jī)把接收天線接收到的電磁波信號轉(zhuǎn)換成電信號并以數(shù)字信息方式進(jìn)行存貯。4）電源、光纜、通訊電纜、觸發(fā)盒、測量輪等輔助元件。,三、探地雷達(dá)無損檢測,探地雷達(dá)數(shù)據(jù)采集主機(jī),三、探地雷達(dá)無損檢測,探地雷達(dá)的高頻天線可發(fā)射高頻雷達(dá)波，其分辨率高，但穿透深度小。低頻天線發(fā)射的雷達(dá)波頻率低，分辨率低，但是穿透深度大。,三、探地雷達(dá)無損檢測,三、探地雷達(dá)無損檢測,900MH天線,1600MHz天線,三、探地雷達(dá)無損檢測,探地雷達(dá)地面耦合天線,400MHz天線,三、探地雷達(dá)無損檢測,四、探地雷達(dá)無損檢測,4.3測線布置,根據(jù)鐵路隧道襯砌質(zhì)量無損檢測規(guī)程測線布置應(yīng)符合下列規(guī)定：1、隧道施工過程中質(zhì)量檢測應(yīng)以縱向布線為主，橫向布線為輔?？v向布線的位置應(yīng)在隧道拱頂、左右拱腰、左右邊墻和隧底各布1條;橫向布線可按檢測內(nèi)容和要求布設(shè)線距，一般情況線距8-12m;采用點(diǎn)測時每斷面不少于6個點(diǎn)。檢測中發(fā)現(xiàn)不合格地段應(yīng)加密測線或測點(diǎn)。,三、探地雷達(dá)無損檢測,四、探地雷達(dá)無損檢測,2、隧道竣工驗(yàn)收時質(zhì)量檢測應(yīng)縱向布線，必要時可橫向布。縱向布線的位置應(yīng)在隧道拱頂、左右拱腰和左右邊墻各布1條;橫向布線線距8-12m;采用點(diǎn)測時每斷面不少于5個點(diǎn)。需確定回填空洞規(guī)模和范圍時，應(yīng)加密測線或測點(diǎn)。3、三線隧道應(yīng)在隧道拱頂部位增加2條測線。4、測線每510m應(yīng)有一里程標(biāo)記。,三、探地雷達(dá)無損檢測,四、探地雷達(dá)無損檢測,圖4雷達(dá)測線縱斷面布置圖,三、探地雷達(dá)無損檢測,四、探地雷達(dá)無損檢測,圖5雷達(dá)測線橫斷面布置圖,圖6檢測方式圖,三、探地雷達(dá)無損檢測,三、探地雷達(dá)無損檢測,四、探地雷達(dá)無損檢測,三、探地雷達(dá)無損檢測,4.4探地雷達(dá)檢測的現(xiàn)場操作測線布置隧道施工過程中質(zhì)量檢測應(yīng)以縱向布線為主，橫向布線為輔?？v向布線的位置應(yīng)在隧道拱頂、左右拱腰、左右邊墻和隧底各布條；橫向布線可按檢測內(nèi)容和要求布設(shè)線距，一般情況線距812m；采用點(diǎn)測時每斷面不少于6個點(diǎn)。檢測中發(fā)現(xiàn)不合格地段應(yīng)加密測線或測點(diǎn)。,三、探地雷達(dá)無損檢測,（1）介電常數(shù)的標(biāo)定探地雷達(dá)電磁波在介質(zhì)中傳播的速度主要取決于介質(zhì)材料的介電常數(shù)，材料不同其參數(shù)也不同。選擇適當(dāng)?shù)慕殡姵?shù)對于獲取目標(biāo)體準(zhǔn)確的深度信息非常重要。因此探地雷達(dá)檢測前應(yīng)對襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速做現(xiàn)場標(biāo)定。,三、探地雷達(dá)無損檢測,2.95ns,13.82ns,三、探地雷達(dá)無損檢測,（2）介電常數(shù)標(biāo)定方法）在已知厚度部位或材料與隧道相同的其他預(yù)制件上測量；）在洞口或洞內(nèi)避車洞處使用雙天線直達(dá)波法測量；）鉆孔實(shí)測。,三、探地雷達(dá)無損檢測,（3）檢測要求可以采用人工抬舉和車載升降臺等方法將天線緊貼襯砌混凝土表面，沿測線均勻、慢速移動，進(jìn)行連續(xù)檢測。如果數(shù)據(jù)有問題，應(yīng)該重新采集，保證其有效性。檢測時，為減少外界對雷達(dá)數(shù)據(jù)的干擾，可關(guān)閉隧道內(nèi)的所有動力電源，只開少量照明電燈，關(guān)閉隧道內(nèi)移動通訊中轉(zhuǎn)站等措施，最大限度地提高雷達(dá)記錄的信噪比。具體要求：1）測量前應(yīng)檢查主機(jī)、天線以及運(yùn)行設(shè)備，使之均處于正常狀態(tài)；2）測量時應(yīng)確保天線與襯砌表面密貼（空氣藕合天線除外）；,三、探地雷達(dá)無損檢測,3）檢測天線應(yīng)移動平穩(wěn)、速度均勻，移動速度宜為35km/；4）記錄應(yīng)包括記錄測線號、方向、標(biāo)記間隔以及天線類型等；5）當(dāng)需要分段測量時，相鄰測量段接頭重復(fù)長度不應(yīng)小于1m；6）應(yīng)隨時記錄可能對測量產(chǎn)生電磁影響的物體（如滲水、電纜、鐵架等）及其位置；7）應(yīng)準(zhǔn)確標(biāo)記測量位置。原始數(shù)據(jù)處理前應(yīng)回放檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄應(yīng)完整、信號清晰，里程標(biāo)記準(zhǔn)確。不合格的原始數(shù)據(jù)不得進(jìn)行處理與解釋。,三、探地雷達(dá)無損檢測,4.5雷達(dá)圖像的識別（1）襯砌厚度的識別襯砌與圍巖間界面為正的反射波相，與表面反射波反向。對于拱頂測線，因?yàn)橐r砌與圍巖間往往有空隙或鋼支撐裸露，會形成一個強(qiáng)反射波組，特征明顯，易于追蹤。對于邊墻，由于襯砌與圍巖接觸一般較緊密，雷達(dá)波反射很弱，追蹤困難；但可以根據(jù)波譜特征分辨襯砌與圍巖的界線，襯砌混凝土回波較弱，以低頻為主，圍巖回波多，以高頻為主。,三、探地雷達(dá)無損檢測,四、探地雷達(dá)無損檢測,地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射天線向隧道混凝土內(nèi)發(fā)射高頻寬帶短脈沖電磁波，電磁波遇到具有不同介電特性的混凝土與圍巖界面時部分會由反射返回，接收天線接收反射波并記錄反射波的旅行時間。根據(jù)接收到波的旅行時間(雙程走時)、標(biāo)定的地質(zhì)雷達(dá)在混凝土中的波速值，可求出混凝土厚度。,三、探地雷達(dá)無損檢測,四、探地雷達(dá)無損檢測,襯砌與圍巖間會存在明顯的反射層，從而利用此反射層來探明二次襯砌混凝土的厚度，見下圖。,襯砌與圍巖間存在的明顯反射層及層位追蹤圖,三、探地雷達(dá)無損檢測,三、探地雷達(dá)無損檢測,（2）襯砌內(nèi)部鋼架、鋼筋位置分布的主要判定特征應(yīng)符合下列要求：1鋼架：分散的月牙形強(qiáng)反射信號；2鋼筋：連續(xù)的小雙曲線形強(qiáng)反射信號。,三、探地雷達(dá)無損檢測,（3）空洞位置與形態(tài)識別襯砌中空洞的界面反射波特別強(qiáng)，而且為正負(fù)相間的多次波，能夠清楚地呈現(xiàn)在雷達(dá)圖像上，可以據(jù)此確定空洞的位置和剖面形態(tài)。襯砌界面反射信號強(qiáng)，三振相明顯，在其下部仍有強(qiáng)反射界面信號，兩組信號時程差較大。,四隧道結(jié)構(gòu)評定,四隧道狀況評定,5.1隧道結(jié)構(gòu)檢測分為日常檢查、定期檢查、特別檢查和專項(xiàng)檢查四類。當(dāng)日常檢查的判定結(jié)果為B時，應(yīng)進(jìn)行監(jiān)視、觀測或做特別檢查；當(dāng)特別檢查或定期檢查的判定結(jié)果為B時，應(yīng)做專項(xiàng)檢查。,表1日常、定期和特別檢查結(jié)果的判定,四隧道狀況評定,表2專項(xiàng)檢查結(jié)果的判定,四隧道狀況評定,（1）日常檢查日常檢查是對隧道結(jié)構(gòu)的外觀狀況進(jìn)行的日常巡視檢查。通過日常檢查，應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)早期破損、顯著病害或其他異常情況，并確定對策措施。檢查的頻度應(yīng)不少于1次/月，高速公路隧道應(yīng)不少于1次/周。在雨季或冰凍季節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)日常檢查工作。,四隧道狀況評定,隧道狀況評定,隧道狀況評定,（2）定期檢查定期檢查是按規(guī)定周期對隧道結(jié)構(gòu)的基本技術(shù)狀況進(jìn)行全面檢查。通過定期檢查，應(yīng)系統(tǒng)掌握結(jié)構(gòu)基本技術(shù)狀況，評定結(jié)構(gòu)物功能狀態(tài)，為制訂養(yǎng)護(hù)工作計劃提供依據(jù)。基本技術(shù)狀況是指隧道結(jié)構(gòu)物的完好程度、破損或病害情況、功能狀態(tài)等。檢查的周期宜1次/年，高速公路隧道應(yīng)不少于1次/年。檢查宜安排在春季或秋季進(jìn)行。新建隧道應(yīng)在交付使用1年時進(jìn)行首次定期檢查。,隧道狀況評定,表4定期檢查內(nèi)容及判定表,隧道狀況評定,隧道狀況評定,隧道狀況評定,隧道狀況評定,（3）特別檢查特別檢查是在隧道遭遇自然災(zāi)害、發(fā)生交通事故或出現(xiàn)其他異常事件后，對遭受影響的結(jié)構(gòu)立即進(jìn)行的詳細(xì)檢查。通過特別檢查，應(yīng)及時掌握結(jié)構(gòu)受損情況，為采取對策措施提供依據(jù)。特別檢查的方法與定期檢查基本相同，采用步行方式，攜帶必要的儀器和設(shè)備，檢查內(nèi)容比定期檢查有所側(cè)重，主要針對異常事件的影響而展開，檢查的目的是為了解異常事件對結(jié)構(gòu)的影響，掌握結(jié)構(gòu)受損情況，確保人員安全、車輛、結(jié)構(gòu)和設(shè)施的安全，是特別情況下的檢查，需盡快實(shí)施。,隧道狀況評定,（4）專項(xiàng)檢測專項(xiàng)檢查是根據(jù)定期檢查和特別檢查的結(jié)果，或者通過其他途徑，判斷需要進(jìn)一步查明某些破損或病害的詳細(xì)情況而進(jìn)行的更深人的專門檢測。通過專項(xiàng)檢查，應(yīng)完整掌握破損或病害的詳細(xì)資料，為其是否實(shí)施處治以及采取何種處治措施等提供技術(shù)依據(jù)。此外，當(dāng)一次檢查不足以提供詳細(xì)資料時，還需要進(jìn)行連續(xù)的或長期的檢查。專項(xiàng)檢查的項(xiàng)目通常由定期檢查或特別檢查報告提出，并由此確定專項(xiàng)檢查的內(nèi)容和要求等。,隧道狀況評定,表2.1-5專項(xiàng)檢查項(xiàng)目表,五隧道狀況評定,五隧道狀況評定,專項(xiàng)檢查主要根據(jù)結(jié)構(gòu)的破損程度、發(fā)展變化趨勢和對交通安全、結(jié)構(gòu)設(shè)施安全的影響因素進(jìn)行判定，見表所示。,五隧道狀況評定,檢查的結(jié)果可按外荷載作用、材料劣化和滲漏水三種主要情況分別考慮，進(jìn)行判定分類。1）由外荷載作用而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破損，以襯砌變形、移動、沉降、裂縫、起層、剝落以及突發(fā)性的坍塌等為主要表現(xiàn)形態(tài)，其判定可按表執(zhí)行。,五隧道狀況評定,五隧道狀況評定,2）由材料劣化而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破損，一般出現(xiàn)襯砌強(qiáng)度降低、起層剝落、鋼材腐蝕等形態(tài)，其判定可按表2.1-8執(zhí)行。,五隧道狀況評定,3）對于滲漏水、結(jié)冰、砂土流出等形態(tài)的破損，其判定可按表2.1-9執(zhí)行。,五隧道狀況評定,檢查完成后，應(yīng)提交專項(xiàng)檢查報告。報告的內(nèi)容應(yīng)包括：1）檢查的主要經(jīng)過，包括檢查的組織實(shí)施、時間和主要工作過程等；2）所檢查結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況，包括檢查方法、試驗(yàn)與檢測項(xiàng)目及內(nèi)容、檢測數(shù)據(jù)與結(jié)果分析以及破損結(jié)構(gòu)的技術(shù)評價等；3）對病害的成因、范圍、程度等情況的分析，及其維修處治對策、技術(shù)以及所需要資金等建議。,五隧道狀況評定,5.2隧道專項(xiàng)檢查方法主要檢查內(nèi)容包括：（1）結(jié)構(gòu)變形檢查道路變形、高程檢查；隧道橫斷面檢查；凈空變化檢查（2）裂縫檢查裂縫簡易檢查、裂縫變化檢測（3）漏水檢查檢查漏水的位置、數(shù)量、渾濁、凍結(jié)以及原有防（排）水設(shè)施的狀況,五隧道狀況評定,（4）隧道結(jié)構(gòu)材質(zhì)檢查結(jié)構(gòu)材質(zhì)的檢查主要是對襯砌混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，目的在于掌握襯砌混凝土材質(zhì)的劣化和強(qiáng)度變化。襯砌混凝土材質(zhì)的狀況，可通過目測或鐵錘敲擊等方法進(jìn)行診斷，能在一定程度上了解其劣化的狀況。要準(zhǔn)確掌握襯砌材料劣化狀況，可取其試件進(jìn)行檢測試驗(yàn)，檢測項(xiàng)目可參考表2.2-2所示的內(nèi)容進(jìn)行。其中，試件可由襯砌鉆孔取得；在強(qiáng)度試驗(yàn)中，試件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為=100mm，L=200mm，數(shù)量宜不少于3個。,五隧道狀況評定,（5）襯砌及圍巖狀況調(diào)查此項(xiàng)檢查的目的在于查明襯砌混凝土厚度及其背后圍巖狀況，分析混凝土劣化的原因，并提供處治設(shè)計所需的資料。a無損檢測：一般通過敲擊、超聲波、電磁波等方式進(jìn)行。b鉆孔檢測：通過鉆孔直接觀察和測定襯砌厚度、空洞深度和墻背地質(zhì)狀況等，檢查方法包括利用內(nèi)窺鏡插人鉆孔觀察結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況、利用鉆孔所取材料進(jìn)行試驗(yàn)等。,五隧道狀況評定,（6）結(jié)構(gòu)荷載狀況檢查測量襯砌應(yīng)力，可將應(yīng)力測定儀安裝在混凝土內(nèi)進(jìn)行測量。對于已建成的隧道，可將測量儀安裝在結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行測量。測量襯砌壓力或拱背土壓，是為了查明壓力的變化及其發(fā)展規(guī)律。通常，測量儀器的設(shè)置方式對檢測結(jié)果有較大影響，要想得到準(zhǔn)確的結(jié)果比較困難。需要注意的是，測得數(shù)值并非原有應(yīng)力或壓力，而是儀器安裝后的應(yīng)力或壓力。此外，壓力的大小還因測量支架和襯砌的剛度不同而異。因此，在測量時，需要注意其對測量結(jié)果的影響。資料調(diào)查和隧道周圍地質(zhì)及地表環(huán)境調(diào)查是專項(xiàng)檢查的重要內(nèi)容，對確定破損或病害的成因及其發(fā)展趨勢等，具有重要作用。,五隧道狀況評定,5.3隧道結(jié)構(gòu)狀況的判定分類隧道是地下工程結(jié)構(gòu)物，異常情況比較復(fù)雜，其判定分類需要較豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)。判斷時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型與破損或病害的形式、部位、狀態(tài)以及發(fā)展趨勢等因素進(jìn)行綜合分析，對比判斷。一般情況下，判定分類為B或1A的情況較多，但對新開展的裂縫或原有裂縫的發(fā)展變化應(yīng)給予充分注意，進(jìn)行周密的檢查，防止發(fā)生2A或3A分類的情況。由于混凝土剝落掉塊，危及行人和車輛的安全，因而不論其規(guī)模大小，判定時均往上一檔分類靠。,五隧道狀況評定,（1）基于襯砌變形的判定襯砌的變形、移動、沉降一般為逐漸變化，在地震、滑坡、暴雨后可能發(fā)生明顯的變化。在北方寒冷地區(qū)，結(jié)構(gòu)由于凍脹而變形，并隨季節(jié)的循環(huán)而反復(fù)發(fā)生。,五隧道狀況評定,（2）基于襯砌開裂狀況的判定對襯砌開裂等破損進(jìn)行判定時，應(yīng)考慮根據(jù)裂縫有無發(fā)展情況等因素，可參考表2.3-2、表2.3-3執(zhí)行。表中的裂縫主要以水平方向的裂縫或剪斷裂縫為對象，對于橫向裂縫，將判定分類相應(yīng)地降低1個等級即可。當(dāng)寬為0.30.5mm以上的裂縫，其分布密度大于200cm/m2時，可升高1個判定等級或者采用判定分類中較高的判定。,五隧道狀況評定,表2.3-2當(dāng)裂縫存在開展時的判定標(biāo)準(zhǔn),五隧道狀況評定,表2.3-3當(dāng)無法確定裂縫是否存在開展時的判定標(biāo)準(zhǔn),五隧道狀況評定,（3）基于襯砌起層、剝落等破損的判定對于襯砌起層、剝落等破損的判定，可參考表2.3-4執(zhí)行。對于混凝土襯砌的起層、剝落，如果可能落下，在拱部判為3A，在側(cè)墻判為2A；對于防水砂漿等材料的掉落，由于剝落層較薄，可降低1個判定等級。,五隧道狀況評定,（4）基于襯砌坍塌的判定關(guān)于突發(fā)性坍塌，根據(jù)國外資料顯示，當(dāng)拱背存在高30cm以上的空洞且有效襯砌厚度小于30cm時，空腔落石就可能砸壞襯砌結(jié)構(gòu)，國外曾有過類似事例。因此，發(fā)現(xiàn)類似情況時，可按2A/3A判定分類。尤其是曾經(jīng)發(fā)生坍方的地方或節(jié)理發(fā)育、漏水嚴(yán)重的地段，尤其應(yīng)給予充分的注意。,五隧道狀況評定,5.4隧道材料劣化情況的判定對襯砌材質(zhì)劣化等破損的檢查，主要從結(jié)構(gòu)物的功能和行車安全性的角度進(jìn)行基本判定。因此，以襯砌混凝土的強(qiáng)度要求和混凝土剝落的有無作為判定因素。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物等，還應(yīng)從鋼材腐蝕的角度進(jìn)行附加判定。對于襯砌混凝土的起層、剝落，從確保行車安全的角度看，其判定標(biāo)準(zhǔn)與外荷載作用時的判定標(biāo)準(zhǔn)一致。材質(zhì)劣化的速度，除火災(zāi)等異常情況外，與外荷載作用產(chǎn)生的變化相比，一般比較緩慢，通過采取適當(dāng)?shù)拇胧?，有可能防止或抑制劣化的發(fā)展。判定時可參照表2.3-5、2.3-6執(zhí)行。,隧道狀況評定,表2.3-5襯砌斷面強(qiáng)度降低、起層和剝落的判定標(biāo)準(zhǔn),五隧道狀況評定,表2.3-6鋼材腐蝕的判定標(biāo)準(zhǔn),隧道狀況評定,5.5隧道滲漏水的判定從裂縫或施工縫的漏水，一般無需采取緊急措施的居多。當(dāng)漏水與凍害或鹽害以及其他結(jié)合，可能會促使襯砌材質(zhì)劣化、混凝土腐蝕等，對此需引起注意。判定時可按表2.3-7執(zhí)行。漏水范圍擴(kuò)大和漏水量增加可能與拱背巖體松動和降水量增加有關(guān)，前者可能由于巖體松動，產(chǎn)生新的水流通路，使漏水范圍擴(kuò)大；后者可能由于降水量增加，滲入地下，使地下水量增大而致。,隧道狀況評定,隧道狀況評定,六隧道檢測評估實(shí)例,該隧道于1997年完工，已投入運(yùn)營11年。隧道全長404m，分為暗挖段和明挖段。隧道內(nèi)襯砌多處存在滲漏水的現(xiàn)象，而且多年來也沒有對隧道的整體狀況進(jìn)行檢測評定。1檢測內(nèi)容（1）在本項(xiàng)目中隧道兩側(cè)洞口、洞門檢查主要通過目測和必要的檢查設(shè)備，對存在的病害進(jìn)行量測和記錄。,隧道檢測評估實(shí)例,（2）隧道結(jié)構(gòu)檢測通過對襯砌病害情況（襯砌裂縫、開裂，錯臺，滲漏水等方面）以及隧道襯砌結(jié)構(gòu)的材料性能等方面的檢查，能夠幫助分析評定隧道的劣損情況、結(jié)構(gòu)的承載能力及耐久性，對于隧道安全等級評定是必不可少的項(xiàng)目。因此，本次專項(xiàng)檢查擬從隧道裂損劣化評定、隧道襯砌材料劣化評定、滲漏水劣化評定等幾個方面對隧道安全等級進(jìn)行評定分類，為采取對策措施提供依據(jù)。,隧道檢測評估實(shí)例,隧道襯砌劣損檢查現(xiàn)場隧道襯砌質(zhì)量病害檢查主要以觀察、攝相及儀器測量為主。檢查隧道襯砌是否存在混凝土脫落、開裂、錯位、結(jié)構(gòu)老化、風(fēng)化、銹蝕等病害。檢查時，用鋼卷尺量測并記錄病害的具體位置與范圍，并用數(shù)碼相機(jī)對病害進(jìn)行拍攝，把不同的病害進(jìn)行歸類，分析。根據(jù)各種病害的發(fā)展情況，判斷隧道襯砌結(jié)構(gòu)的裂損對襯砌結(jié)構(gòu)的承載能力及耐久性產(chǎn)生的影響。,隧道檢測評估實(shí)例,隧道襯砌裂縫專項(xiàng)檢查砌裂縫檢查應(yīng)達(dá)到能將裂縫的三維形態(tài)在計算機(jī)上再現(xiàn)的深度。根據(jù)裂縫的形態(tài)能夠分析裂縫的成因以及不同成因的裂縫的形態(tài)特征。由此，可為診斷隧道的健康狀態(tài)提供依據(jù)。檢查時，用鋼卷尺量測并記錄裂縫在隧道處的位置和長度，用裂縫寬度儀量測裂縫寬度，用裂縫深度儀檢查裂縫的深度并記錄裂縫的形態(tài)和滲漏水狀態(tài)。對裂縫較多或裂縫形態(tài)較復(fù)雜的部位進(jìn)行素描和用數(shù)碼相機(jī)拍攝照片。在拍照、攝像前，要將裂縫編號寫貼在裂縫附近，以便日后分辨。,隧道檢測評估實(shí)例,隧道襯砌滲漏水檢查滲漏水檢查主要包括確定隧道襯砌發(fā)生滲水的具體位置，數(shù)量以及發(fā)展范圍、滲漏水的渾濁情況。檢查時用鋼卷尺量測并記錄襯砌發(fā)生滲漏水的具體位置，判斷滲水位置是否會妨礙車輛的行駛安全。對于漏水顯著的情況下，可用秒表和計量容器測定滲漏水的流量。檢查滲水的混濁情況，是否有泥土和漏水一起流出。為判斷滲漏水是否具有強(qiáng)酸性，對襯砌混凝土及鋼筋具有嚴(yán)重的裂化危險，可用PH試紙對滲漏水的酸堿度進(jìn)行簡易測定。檢查清楚后把所有檢查內(nèi)容標(biāo)記在記錄本上。,隧道檢測評估實(shí)例,隧道襯砌質(zhì)量探地雷達(dá)檢測由于隧道工程是在復(fù)雜地質(zhì)條件和施工環(huán)境相對惡劣的條件下進(jìn)行，隧道襯砌厚度不足、襯砌與圍巖不密實(shí)與脫空，襯砌內(nèi)裂縫、空洞與回填疏松地段積水、襯砌滲水、鋼筋分布與設(shè)計不符等問題是隧道工程的主要質(zhì)量問題。因此對隧道襯砌質(zhì)量進(jìn)行檢測是很有必要。探地雷達(dá)在探測襯砌厚度、襯砌層背后回填密實(shí)情況以及襯砌內(nèi)部鋼架、鋼筋分布等方面有著顯著的優(yōu)勢。而且對目標(biāo)體沒有任何損害。襯砌混凝土強(qiáng)度檢測在隧道內(nèi)隨機(jī)抽取20個有代表性的部位采用回彈法檢測混凝土強(qiáng)度。,隧道檢測評估實(shí)例,2檢測結(jié)果（1）洞口洞門、檢測結(jié)果,表4-1洞口、洞門病害檢查結(jié)果表,七隧道檢測評估實(shí)例,山體滑坡,隧道檢測評估實(shí)例,隧道結(jié)構(gòu)檢查結(jié)果,七隧道檢測評估實(shí)例,襯砌發(fā)生嚴(yán)重滲漏水,混凝土環(huán)向開裂，裂縫處混凝土脫落,七隧道檢測評估實(shí)例,襯砌環(huán)向開裂,襯砌斜向向裂縫，裂縫處混凝土壓碎,七隧道檢測評估實(shí)例,隧道裂損圖,七隧道檢測評估實(shí)例,隧道襯砌質(zhì)量檢測結(jié)果,圖4-53暗挖段襯砌起伏情況,七隧道檢測評估實(shí)例,表4-3襯砌厚度檢測結(jié)果表,七隧道檢測評估實(shí)例,襯砌背后密實(shí)度雷達(dá)檢測結(jié)果,圖4-56隧道拱頂位置雷達(dá)探測圖（168174m）,襯砌與圍巖交界面脫空,七隧道檢測評估實(shí)例,襯砌背后空洞,襯砌背后空洞,七隧道檢測評估實(shí)例,襯砌內(nèi)鋼筋分布雷達(dá)檢測結(jié)果,圖4-74后方明洞（370404m）鋼筋分布檢測探視圖（連續(xù)的小雙曲線強(qiáng)反射信號）,七隧道檢測評估實(shí)例,襯砌混凝土強(qiáng)度,七隧道檢測評估實(shí)例,隧道狀況的評定（1）外荷作用所致結(jié)構(gòu)破損的檢查評定：隧道修建在山體上地下水豐富，由于隧道襯砌的排水設(shè)施不完善，導(dǎo)致隧道內(nèi)約20%長度的襯砌背后在長期地下水的侵蝕作用下存在脫空、空洞和積水等病害。由于襯砌背后存在的病害情況，導(dǎo)致隧道圍巖惡化、作用在隧道襯砌的圍巖壓力增加，影響隧道的整體穩(wěn)定性。不排除因地下水的長期影響而導(dǎo)致圍巖狀況有進(jìn)一步惡化的現(xiàn)象。根據(jù)規(guī)范中外荷載作用所致結(jié)構(gòu)破損的判定基準(zhǔn)，判定為1A級。,七隧道檢測評估實(shí)例,（2）材料劣化所致結(jié)構(gòu)破損的檢查評定：襯砌表面存在約100多處明顯的裂縫，部分裂縫甚至貫通整個襯砌。其中以襯砌環(huán)向裂縫及拱腰位置水平、斜向裂縫為主。從裂縫產(chǎn)生機(jī)理來看主要是由于混凝土襯砌在不均勻荷載作用下發(fā)生開裂、剝落。環(huán)向裂縫主要發(fā)生在隧道襯砌施工縫位置，環(huán)向長度約為614m、寬度主要為0.51.0mm，主要是由于襯砌在縱向不均勻荷載作用下，在襯砌薄弱處（施工縫位置）發(fā)生開裂，部分裂縫位置襯砌表面混凝土存在壓碎、掉塊現(xiàn)象。拱腰位置的水平裂縫及斜向裂縫長度約310m、寬度約為0.20.6mm，對于水平向裂縫其危害最大，發(fā)展可引起隧道掉塊、襯砌斷裂甚至整個隧道塌方。,七隧道檢測評估實(shí)例,由于地下水的長期侵蝕，部分區(qū)域的混凝土強(qiáng)度已明顯退化?，F(xiàn)場檢測20個構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度存在較大的離散性，其中8個構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定值在1020MPa范圍，8個構(gòu)件強(qiáng)度推定值在2030MPa范圍，4個構(gòu)件強(qiáng)度推定值在3036MPa范圍。根據(jù)規(guī)范中材料劣化作用所致結(jié)構(gòu)破損的判定基準(zhǔn)，判定為1A級。,七隧道檢測評估實(shí)例,（3）滲漏水所致的結(jié)構(gòu)破損的檢查評定隧道襯砌多處存在嚴(yán)重的季節(jié)性滲漏水現(xiàn)象，襯砌表面多處出現(xiàn)滲水、明顯水漬。由于現(xiàn)處于旱季，山體地下水位較低，滲水量較小。現(xiàn)場采用pH試紙簡易檢查滲漏水pH值為7.08.0，對混凝土表面具有輕微腐蝕作用。多條貫通襯砌的環(huán)向裂縫在拱頂及拱腰位置出現(xiàn)滴水現(xiàn)象，已對過往行車產(chǎn)生影響，在雨季情況更為嚴(yán)重。其中在離隧道洞門6080m范圍內(nèi)情況尤為嚴(yán)重。滲漏水的長期浸蝕將會進(jìn)一步降低混凝土強(qiáng)度，導(dǎo)致裂縫在荷載作用下逐漸發(fā)展。根據(jù)規(guī)范中滲漏水所致結(jié)構(gòu)破損的判定基準(zhǔn)，判定為1A級。,七隧道檢測評估實(shí)例,根據(jù)以上各檢查項(xiàng)目的檢查結(jié)果，按規(guī)范中的日常、定期和特別檢查結(jié)果的判定標(biāo)準(zhǔn)，隧道的檢測綜合評定為1A級。,六、盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量檢測,六、盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量檢測,6.1.1混凝土管片檢測內(nèi)容強(qiáng)度外觀尺寸水平拼裝檢漏抗彎螺栓孔抗拔,六、盾構(gòu)隧道管片質(zhì)量檢測,6.2.1強(qiáng)度檢測方法（