(7.6.1)-7.6隧道工程無損檢測(cè)技術(shù)

土木工程測(cè)試技術(shù)

7工程結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)

內(nèi)容提綱回彈法檢測(cè)原理及設(shè)備回彈法檢測(cè)方法超聲回彈法檢測(cè)鉆芯法檢測(cè)公路橋梁無損檢測(cè)技術(shù)隧道工程無損檢測(cè)技術(shù)隧道工程的無損檢測(cè)主要項(xiàng)目包括隧道圍巖特性的檢測(cè)，隧道支護(hù)襯砌質(zhì)量檢測(cè)等；檢測(cè)技術(shù)方法有彈性波(地震、聲波)探測(cè)、電法、電磁波法、回彈法等。37.6隧道工程無損檢測(cè)技術(shù)7.6.1

圍巖特性的聲波檢測(cè)隧道圍巖特性的檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用較多的是聲波探測(cè)技術(shù)。工程巖體聲波探測(cè)技術(shù)主要檢測(cè)內(nèi)容有巖體動(dòng)力特性檢測(cè)、圍巖分類指標(biāo)檢測(cè)、隧道圍巖性態(tài)的監(jiān)測(cè)（如圍巖松弛帶檢測(cè)等）、工程措施效果檢測(cè)（如爆破影響帶檢測(cè)）、噴錨支護(hù)和注漿加固效果的檢測(cè)等。41圍巖松弛帶聲波檢測(cè)隧道在開挖前，巖體應(yīng)力處于平衡狀態(tài)，開挖后出現(xiàn)自由空間，周圍的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)行新的調(diào)整，應(yīng)力重分布，既所謂二次應(yīng)力效應(yīng)；二次應(yīng)力場(chǎng)性態(tài)除了與巖土體性質(zhì)有關(guān)外，主要與隧道開挖的形狀、尺寸以及開挖方式有關(guān)，其應(yīng)力大小與隧道地區(qū)初始應(yīng)力、構(gòu)造背景、埋深及地下水活動(dòng)等條件有關(guān)；異于開挖前的巖體，或受開挖影響范圍內(nèi)的巖體稱“圍巖”；而強(qiáng)度有明顯降低、產(chǎn)生塑性變形范圍的巖帶稱“松弛帶”。57.6.1圍巖特性的聲波檢測(cè)圍巖松弛帶的性態(tài)和范圍的確定，是隧道支護(hù)設(shè)計(jì)和評(píng)判圍巖穩(wěn)定的重要參數(shù)之一。過去鐵道部門以普氏理論的fk

值(普氏系數(shù)、擬摩擦系數(shù))來確定所謂“坍落拱”的高度，大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明與實(shí)際情況有較大出入。無論是從“松動(dòng)壓力”或“變形壓力”觀點(diǎn)出發(fā)，松弛帶之范圍大小都是設(shè)計(jì)隧道和評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性的重要參數(shù)之一。采用聲波探測(cè)技術(shù)，可以在隧道施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定松弛帶的性狀和范圍。67.6.1

圍巖特性的聲波檢測(cè)松弛帶的測(cè)定方法：在施工毛洞中選擇代表性斷面，布置若干組測(cè)孔，用單孔法或雙孔法進(jìn)行聲測(cè)。測(cè)出隧道圍巖徑向的縱波速度Vp、橫波速度Vs，動(dòng)模量等參數(shù)，作為判斷松弛帶范圍的依據(jù)。77.6.1圍巖特性的聲波檢測(cè)圍巖不同分帶，其波傳播特征是：①應(yīng)力升高的裂隙壓密帶，表現(xiàn)為波的相對(duì)高速區(qū)；②應(yīng)力下降的裂隙張裂或松動(dòng)圈，表現(xiàn)為相對(duì)低速區(qū)；③原巖應(yīng)力狀態(tài)為原巖正常的波速區(qū)。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，典型的Vp-L曲線，大致可歸納為四種：

(a)“一”型，無明顯分帶，圍巖較完整；

(b)“ㄟ”型，無松弛帶，有應(yīng)力升高，圍巖較堅(jiān)硬；(c)“廠”型，無應(yīng)力升高帶，有松弛帶；

(d)“凸”型，松弛帶和應(yīng)力升高均有。87.6.1

圍巖特性的聲波檢測(cè)圖中：Ⅰ類—松弛帶，Ⅱ類---應(yīng)力升高帶，Ⅲ類---原巖帶

(a)只有Ⅲ類；

(b)有Ⅱ、Ⅲ類；

(c)有Ⅰ、Ⅲ類；

(d)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。9Ⅲ無松弛帶7.6.1

圍巖特性的聲波檢測(cè)根據(jù)每個(gè)代表性橫斷面的Vp-L曲線，畫出松弛帶的范圍。107.6.1

圍巖特性的聲波檢測(cè)根據(jù)日本池田和彥等研究，得出彈性波測(cè)定松弛帶的經(jīng)驗(yàn)公式：①爆破法開挖：式中：R---松弛帶厚度(m)；D---開挖斷面寬度(m)；

h--開挖斷面高度；v、V---圍巖、巖石試件波速(m/s)。②掘進(jìn)機(jī)開挖(大約為爆破的1/2左右)③對(duì)塑性變形及膨脹圍巖：117.6.1圍巖特性的聲波檢測(cè)測(cè)試注意問題傳感器耦合：聲波測(cè)孔的耦合有兩種方法,一種是干耦合,另一種是水耦合干耦合即利用一個(gè)膠囊包在測(cè)試探頭上,然后往膠囊內(nèi)注水,通過膠囊內(nèi)的水和膠囊橡膠和孔壁耦合,這種方法的好處是現(xiàn)場(chǎng)工作簡單,工作效率比較高,但缺點(diǎn)也很大,這是由于孔壁沒有直接和水接觸,發(fā)射信號(hào)衰減很大；水耦合方法是在探頭的外端加裝一個(gè)阻水橡膠氣囊,這樣可以直接往鉆孔內(nèi)注水,使探頭換能器直接通過水和孔壁耦合,減少發(fā)射能量的衰減。該方法現(xiàn)場(chǎng)操作比較復(fù)雜,工作效率較低,但能保證資料的可靠性。尤其適用頂孔、角孔測(cè)試。127.6.1圍巖特性的聲波檢測(cè)聲波發(fā)射震源：有自發(fā)射（一發(fā)二收）、電火花、錘擊自發(fā)射能量小、測(cè)距短，適用于單孔；電火花能量較大，可用于跨孔，一般需要交流電源，在洞室內(nèi)難度大；錘擊硐壁表面，能量大，適用單孔。跨孔孔斜校正：跨孔測(cè)試要求對(duì)穿測(cè)試孔平行,但在洞室內(nèi)很難做到,當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)孔的方位和傾角都不一致時(shí),就應(yīng)進(jìn)行孔斜校正,以保證測(cè)試成果的可靠性。137.6.1

圍巖特性的聲波檢測(cè)2圍巖分級(jí)指標(biāo)的聲波檢測(cè)圍巖分級(jí)聲波檢測(cè)中，應(yīng)注意聲波測(cè)試設(shè)備及工作條件的不同，跨孔法、單孔法、錘擊法測(cè)試結(jié)果略有差異，各自計(jì)算的完整性系數(shù)Kv彼此相差±10%左右。目前，各行業(yè)波速劃分標(biāo)準(zhǔn)不同，基本如下表：圍巖類別ⅠⅡⅢⅣⅤKv＞0.750.75～0.50.5～0.350.35～0.2＜0.2Vp(km/s)＞54～53～42～3＜2147.6.1圍巖特性的聲波檢測(cè)7.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)1檢測(cè)內(nèi)容及目的在隧道支護(hù)工程中主要應(yīng)用的無損檢測(cè)項(xiàng)目為錨桿長度、砂漿飽滿度的檢測(cè)和圍巖注漿加固效果的檢測(cè)，采用較普及的檢測(cè)方法為彈性波法。國內(nèi)外對(duì)錨桿施工質(zhì)量的檢測(cè)目前主要是拉拔試驗(yàn)，費(fèi)時(shí)、破損性大且只能抽檢。最關(guān)鍵的，根據(jù)錨桿的錨固作用機(jī)理，常規(guī)的錨桿拉拔試驗(yàn)難以反映錨固效果，也無法確認(rèn)錨桿的實(shí)際長度。因此，錨固工程質(zhì)量的無損檢測(cè)技術(shù)的研究也就成為當(dāng)今巖土工程界十分關(guān)注的問題。15對(duì)于全長粘結(jié)砂漿錨桿，其握裹水泥砂漿的灌注飽滿與否，是錨桿能否按設(shè)計(jì)要求起作用的關(guān)鍵因素，盡管砂漿飽滿度并不等同于錨固效果，但目前是反映錨桿錨固效果最有效的指標(biāo)。砂漿飽滿度的檢測(cè)尚處于發(fā)展階段，有很多需要完善的地方。16錨桿長度、砂漿飽滿度的檢測(cè)7.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)隧道注漿是隧道加固和止水的主要方法之一。但由于注漿工藝的可灌注性、適用性及圍巖地質(zhì)情況的復(fù)雜性等多種因素的影響，注漿效果并不一定都是令人滿意的。為了解注漿質(zhì)量是否達(dá)到預(yù)期要求，目前國內(nèi)較多使用的是彈性波法、分析法(分析壓漿記錄)、檢查孔法(壓水試驗(yàn)、滲水試驗(yàn))等。其中彈性波法由于操作方便、代表性好成為主要的無損檢測(cè)手段而普遍采用。17圍巖注漿加固效果的檢測(cè)7.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)2圍巖注漿加固效果聲波檢測(cè)注漿效果主要指漿液在地層中的實(shí)際分布狀態(tài)與設(shè)計(jì)的預(yù)定注入范圍的吻合度及注漿后的復(fù)合巖土質(zhì)參數(shù)(抗剪強(qiáng)度、承載力、

彈性模量、滲透系數(shù)等)的提高狀況，即整體物理力學(xué)指標(biāo)的改善(復(fù)合巖土體的共同受力、均勻性和厚度)。在隧道工程中往往還包含堵水效果(強(qiáng)度、厚度、均勻性、滲透系數(shù))。187.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)常規(guī)情況一般僅采用單一的注漿前后的聲波縱波或橫波波速的對(duì)比來進(jìn)行評(píng)價(jià)，最近較常采用的是綜合利用聲波縱波和橫波波速，及用下式換算得到有關(guān)圍巖各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)(剪切模量和動(dòng)彈性模量)后，再進(jìn)行評(píng)價(jià)。動(dòng)剪切模量動(dòng)彈性模量197.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)用動(dòng)模量作為評(píng)定指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)：比單一的P波波速、S波波速更綜合(同時(shí)反映P波波速和S波波速)；物理含義也更直接，如動(dòng)剪切模量重點(diǎn)反映了剪切特性，動(dòng)彈性模量重點(diǎn)反映了巖土體物理力學(xué)特性；比單一的P波波速、S波波速變化明顯，易于誤差分析。207.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試一般采用單孔法或跨孔法(見圖)注漿前后各選代表地段分別測(cè)試?？缈追z測(cè)精度高于單孔法，檢測(cè)范圍大，也易采用CT等技術(shù)進(jìn)行高層次的均勻性分析217.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)目前存在的主要問題：評(píng)判指標(biāo)與被加固的巖土體自身的物理力學(xué)特性和設(shè)計(jì)要求密切相關(guān)，難以有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；隧道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的難度很大，尤其是拱頂部分，配套的儀器系統(tǒng)有待完善；檢測(cè)需鉆孔，檢測(cè)簡便性和代表性有待提高。同時(shí)，對(duì)于土體超聲波衰減嚴(yán)重，需電火花激振，操作難度較大。其它問題同松弛帶測(cè)試。227.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)3錨桿長度和飽滿度的檢測(cè)工程錨桿有錨固型、摩擦型及全長粘結(jié)型錨桿三種，全長粘結(jié)型錨桿目前在水電工程，交通工程上采用較多?！跺^桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)要求對(duì)錨固型和摩擦型錨桿須進(jìn)行一定數(shù)量的原位抗拔試驗(yàn)，以檢驗(yàn)錨桿的抗拔力，對(duì)全長粘結(jié)型錨桿應(yīng)檢查砂漿密實(shí)度，且注漿密實(shí)度大于75%為合格。錨桿飽滿度檢測(cè)主要針對(duì)全長粘結(jié)型錨桿。237.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)一、基本原理錨桿檢測(cè)的應(yīng)力波理論及彈性波反射原理與基樁檢測(cè)原理完全一致，也是通過實(shí)測(cè)錨桿頂端加速度或速度響應(yīng)時(shí)域曲線，籍波動(dòng)理論分析來判定錨桿的長度及灌漿的飽滿度。由于錨桿的長徑比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基樁的長徑比，因此，該理論基礎(chǔ)和方法更接近一維波動(dòng)方程的假設(shè)條件，而且，波在錨桿這種較為均勻介質(zhì)中的傳播和反射情況比在混凝土非均勻介質(zhì)中傳播和反射更顯得單純，易于準(zhǔn)確的判別反射波信號(hào)。247.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)錨桿的長度通過反射波時(shí)間可得，砂漿錨桿的飽滿度涉及的理論問題較復(fù)雜，原理上應(yīng)進(jìn)行波阻抗分析，檢測(cè)過程中一般僅通過反射波相對(duì)能量的比值來經(jīng)驗(yàn)判斷錨桿砂漿飽滿度。經(jīng)大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，目前錨桿檢測(cè)中首波信號(hào)的振蕩問題難以避免，這與錨桿頭外漏、尺寸較小同時(shí)激發(fā)力較大、傳感器安裝穩(wěn)定性等因素有關(guān)。257.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)二、數(shù)據(jù)分析的主要原則錨桿砂漿飽滿度檢測(cè)目前處于定性-半定量階段，還沒有統(tǒng)一的密實(shí)度(飽滿度)評(píng)價(jià)分類標(biāo)準(zhǔn)。工程界一般以飽滿(密實(shí))、基本飽滿(局部不密實(shí))、不飽滿(錨固段不密實(shí))、空漿(主要部分不密實(shí)或無漿)四類分類的較多。267.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)飽和度檢測(cè)分類評(píng)價(jià)表飽和度類別分類原則特征Ⅰ(優(yōu))錨桿周圍砂漿密實(shí)度90%以上，錨固段砂漿密實(shí)，砂漿與周圍巖土體密貼2L/c時(shí)刻前無砂漿缺陷反射波，錨桿底部反射不明顯，信號(hào)衰減明顯。Ⅱ(良)砂漿密實(shí)程度75%以上，錨固段砂漿基本密實(shí)，砂漿與周圍巖土體基本密貼。周圍砂漿有輕微缺陷。2L/c時(shí)刻前出現(xiàn)輕微砂漿缺陷反射波，但錨固段無砂漿缺陷，錨桿底部反射較明顯，信號(hào)衰減較明顯Ⅲ(合格)砂漿密實(shí)程度＜75%，錨固段砂漿不密實(shí)，砂漿與周圍巖土體不密貼。周圍砂漿有明顯缺陷。有明顯缺陷反射波Ⅳ(不合格)砂漿密實(shí)程度＜75%，錨固段砂漿不密實(shí)或空漿，砂漿與周圍巖土體脫貼。2L/c時(shí)刻前出現(xiàn)嚴(yán)重砂漿缺陷反射波或周期性同相反射波，或錨桿底部出現(xiàn)周期性同相反射波277.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)目前存在的主要問題：對(duì)于錨桿飽滿度，檢測(cè)理論尚處于定性-半定量階段；對(duì)錨桿評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)無明確規(guī)定，相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)尚需系統(tǒng)積累；對(duì)空心錨桿、其他材質(zhì)錨桿無成熟經(jīng)驗(yàn)，只有通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)，作出相對(duì)性判斷。287.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)三、檢測(cè)曲線特征分析錨桿檢測(cè)方法是利用錨桿的螺紋鋼外露端,在其端部安放接收換能器。用錘敲擊錨桿端部產(chǎn)生激發(fā)波,激發(fā)波沿錨桿傳播至錨桿另一端,部分能量通過漿體進(jìn)入巖石,部分波在錨桿的另一端發(fā)生反射。反射波將由錨桿外端的壓電換能器接收,根據(jù)接收到的彈性波波形特征，對(duì)錨桿的錨固質(zhì)量作出評(píng)價(jià),根據(jù)波的發(fā)射與反射時(shí)間差,計(jì)算錨桿長度。297.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)一維彈性桿件反射系數(shù)公式：桿長計(jì)算公式：砂漿飽和度計(jì)算公式：307.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)由反射系數(shù)公式可知，當(dāng)應(yīng)力波從正常的錨桿部位傳到空漿部位,波阻抗相對(duì)變小,其反射系數(shù)為正值，空漿部位的反射波和入射波相位同相,錨桿底部如和巖體接觸的不緊密,底部反射會(huì)明顯且和入射波同相位。應(yīng)力波傳播到不密實(shí)部位通常表現(xiàn)為波幅的突然衰減。應(yīng)力波反射法就是在實(shí)測(cè)波形中找出不符合衰減規(guī)律的波,例如相對(duì)前后波幅突然增大或減小的波,結(jié)合儀器給定的其他參數(shù),綜合判斷錨桿質(zhì)量。317.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)錨桿缺陷包括長度短缺、空漿、不密實(shí)。優(yōu)良類錨桿：檢測(cè)波形規(guī)則、振幅較小、衰減較快且有規(guī)律。桿底反射處有微弱的底部反射,推斷沒有空漿或不密實(shí),底部和巖體結(jié)合緊密327.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)對(duì)于無底部反射的錨桿,其長度是無法判斷的,只能根據(jù)波形特征判斷337.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)良好類錨桿：檢測(cè)波形較規(guī)則,除底部有微弱的反射外,空漿部位也有較弱的反射（波幅較前波幅大且相位和入射波同相位,推斷為空漿）。347.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)合格類錨桿：檢測(cè)波形較規(guī)則,底部都有較強(qiáng)的反射,推斷為錨桿底部和巖體結(jié)合不好,空漿部位有較強(qiáng)的反射（波幅較前波幅大且相位和入射波同相位,推斷為有較明顯的空漿）。357.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)不合格錨桿：檢測(cè)波形很不規(guī)則,不密實(shí)部位波幅較前后有較大的突然衰減,推斷為不密實(shí)367.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)空漿部位波幅較前波幅大且相位和入射波同相位,推斷為空漿,不密實(shí)部位波幅與前后波幅相比有較大的突然衰減,推斷為不密實(shí)。377.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)空漿、不密實(shí)部位波幅先是較前波幅大且相位和入射波同相位,后又出現(xiàn)波幅的突然衰減,推斷為空漿、不密實(shí)。于此類錨桿有一個(gè)或多個(gè)缺陷的影響,底部反射基本無法判斷,也就無法判斷錨桿的長度。387.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)注意：錨桿檢測(cè)中,缺陷的判斷有時(shí)也比較困難,注漿飽滿程度的判斷通常是儀器廠家提供的解釋軟件初步判斷結(jié)合測(cè)試人員人為判斷,一根錨桿如果有多個(gè)缺陷,在實(shí)際檢測(cè)中最多也只能確定前面的一兩個(gè)缺陷性質(zhì),缺陷判斷困難主要是應(yīng)力波傳播的復(fù)雜性所致。在實(shí)際檢測(cè)中,錨桿缺陷的判斷比錨桿長度的判斷更為重要，一方面是錨桿長度可以通過監(jiān)理進(jìn)行控制,但注漿飽滿程度很難直觀有效的控制；

另一方面是根據(jù)工程實(shí)踐和人們的認(rèn)識(shí),和錨桿長度相比,注漿飽滿程度似乎更能決定錨桿的錨固效果。397.6.2隧道支護(hù)施工質(zhì)量無損檢測(cè)7.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)隧道的永久支護(hù)結(jié)構(gòu)稱為襯砌，襯砌混凝土厚度不足直接影響受力和穩(wěn)定性，襯砌背部與圍巖之間存在空洞會(huì)導(dǎo)致圍巖松弛，使支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，從而損傷支護(hù)結(jié)構(gòu)的功能，降低其承載能力，極大地影響了隧道的安全使用。混凝土襯砌質(zhì)量檢測(cè)不僅是控制混凝土襯砌施工質(zhì)量的主要手段，也是評(píng)價(jià)運(yùn)營隧道襯砌現(xiàn)狀所必須的。401檢測(cè)內(nèi)容隧道混凝土襯砌常見的質(zhì)量問題有：襯砌厚度不足或內(nèi)部存在缺陷、背后存在空洞、混凝土開裂、混凝土強(qiáng)度不夠等。針對(duì)常見的質(zhì)量問題，按照檢測(cè)方法的不同可分為：襯砌厚度、內(nèi)部缺陷及背后空洞的雷達(dá)檢測(cè)；襯砌混凝土強(qiáng)度、混凝土缺陷(裂紋等)的無損檢測(cè)。417.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)2襯砌厚度及背后空洞的雷達(dá)檢測(cè)襯砌混凝土厚度及背后空洞的檢測(cè)方法一般有直接鉆孔法和無損檢測(cè)方法。直接鉆孔法除了有不能以點(diǎn)代面的局限性外，鉆孔會(huì)擊穿防水板造成隧道地下水的滲漏，因此很少使用。目前國內(nèi)外無損檢測(cè)采用較多的方法主要有兩種：地質(zhì)雷達(dá)法和聲波法(沖擊回波法、反射波法)427.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)一、現(xiàn)場(chǎng)雷達(dá)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)先收集好相關(guān)被檢測(cè)隧道的基本資料(如隧道的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)概況)，以及隧道的設(shè)計(jì)參數(shù)(如襯砌厚度、鋼筋網(wǎng)布置、鋼支撐的間距等)并做好前期準(zhǔn)備工作(如搭設(shè)檢測(cè)臺(tái)車，標(biāo)注里程等)。437.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)447.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)（1）測(cè)線布置。隧道施工過程中質(zhì)量檢測(cè)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，如圖所示；檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)不合格地段應(yīng)加密測(cè)線或測(cè)點(diǎn)。需確定回填空洞規(guī)模和范圍時(shí)，應(yīng)加密測(cè)線或測(cè)點(diǎn)。隧道斷面較大時(shí)應(yīng)在隧道拱頂部位增加測(cè)線。457.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)(2)介質(zhì)參數(shù)標(biāo)定

1)檢測(cè)前應(yīng)對(duì)襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速做現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，且每座隧道應(yīng)不少于1處，每處實(shí)測(cè)不少于3次，取平均值為該隧道的介電常數(shù)或電磁波速；

2)標(biāo)定方法：①在已知厚度都位或材料與隧道相同的其他預(yù)制件上測(cè)量；②在洞口或洞內(nèi)避車洞處使用雙天線直達(dá)波法測(cè)量；③鉆孔實(shí)測(cè)。467.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)（3）雷達(dá)參數(shù)設(shè)置（略）（4）檢測(cè)注意事項(xiàng)測(cè)試前檢查儀器運(yùn)行情況；測(cè)量時(shí)確保天線與襯砌表面密貼(空氣耦合天線除外)天線移動(dòng)平衡、勻速(3～5km/h)；分段測(cè)量時(shí)，相鄰段接頭重復(fù)長度大于1m；隨時(shí)記錄（非常重要！）可能對(duì)測(cè)量產(chǎn)生干擾的物體(滲水、電纜、鐵架等)及位置；測(cè)線5～10m應(yīng)準(zhǔn)確標(biāo)記一里程。477.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)二、目前存在的主要問題討論天線頻率選擇問題里程標(biāo)記問題：襯砌面上天線移動(dòng)非直線；空洞定位問題：測(cè)線附近的缺陷也會(huì)反映在圖像上；空洞內(nèi)波速無法確定，空洞高度無法準(zhǔn)確定量。測(cè)試規(guī)程的制定、標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫的建立：圖像解釋因人而異。檢測(cè)數(shù)據(jù)后處理問題：雷達(dá)測(cè)試數(shù)據(jù)量大，快速出結(jié)果困難。487.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)3襯砌混凝土強(qiáng)度超聲回彈綜合檢測(cè)強(qiáng)度無損檢測(cè)方法中應(yīng)用最廣的是回彈法、超聲法和超聲回彈綜合法。超聲法和回彈法，是根據(jù)混凝土的兩個(gè)不同性質(zhì)來檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的，前者是依據(jù)混凝土的密度，而后者是依據(jù)混凝土的表面硬度?；貜椫抵环从郴炷帘韺拥那闆r，而超聲測(cè)強(qiáng)也有一定的局限性，其聲速只反映材料的彈性性質(zhì)，不能全面反映混凝土強(qiáng)度牽涉到的多種材料的指標(biāo)。有資料表明，若以95%可信度水平來衡量現(xiàn)場(chǎng)混凝土強(qiáng)度預(yù)測(cè)的最大精度，超聲法誤差約為±20%，回彈法±25%，綜合法±15%以內(nèi)。497.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)超聲回彈綜合法由羅馬尼亞建筑及建筑經(jīng)濟(jì)科學(xué)院于1966年首先提出。我國于2005年實(shí)施《超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS02:

2005)。綜合法可以減弱或消除單一方法使用時(shí)的某些因素。

例如，混凝土的齡期和混凝土的濕度對(duì)于回彈法來說，隨齡期的增長其表面會(huì)硬化，加上混凝土表面碳化結(jié)硬，使回彈值偏高；而對(duì)于超聲法來說相對(duì)于濕混凝土，聲波的傳播速度要比在干燥混凝土中快得多。507.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)1.影響因素分析因素試驗(yàn)驗(yàn)證范圍影響程度修正方法水泥品種及用量普通水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥；200～450kg/m3不顯著不修正細(xì)骨料品種及用量山砂、特細(xì)砂、中砂；28%～40%不顯著不修正粗骨料品種及用量卵石、碎石，骨灰比：1:4.5～1:5.5顯著必須修正或制訂不同測(cè)強(qiáng)曲線細(xì)骨料粒徑0.5~2cm;0.5~4cm;0.5~3.2cm不顯著>4cm應(yīng)修正外加劑木鈣減水劑、硫酸鈉、三乙醇胺不顯著不修正碳化深度——不顯著不修正含水率——有影響盡可能干燥狀態(tài)測(cè)試面澆注側(cè)面與上表面及底面比較有影響聲速、回彈分別修正517.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)2.隧道中綜合法應(yīng)用的特點(diǎn)和改進(jìn)方法綜合法是以試件內(nèi)部的聲速和試件表面硬度來綜合檢測(cè)抗壓強(qiáng)度。但在隧道中，只有單一測(cè)試面，無法進(jìn)行對(duì)測(cè)或斜測(cè)。因此，在隧道襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度無損檢測(cè)中的回彈法、超聲法、超聲回彈綜合法等均只能反映襯砌表層混凝土的抗壓強(qiáng)度。對(duì)內(nèi)部質(zhì)量與表面質(zhì)量無明顯差異時(shí)可參考，因此，隧道襯砌強(qiáng)度的檢測(cè)應(yīng)結(jié)合地質(zhì)雷達(dá)而進(jìn)行。一般情況下的“測(cè)強(qiáng)曲線”(統(tǒng)一、地方、專用)是由混凝土試塊建立的，而實(shí)際襯砌波速是采用“平測(cè)”，難以估計(jì)由此帶來的誤差。隧道襯砌綜合測(cè)強(qiáng)應(yīng)進(jìn)行以下改進(jìn)方法：527.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)（1）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前應(yīng)結(jié)合鉆芯進(jìn)行試驗(yàn)，1~3組為宜。即采用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)同樣的步驟方法進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)采用的測(cè)強(qiáng)曲線對(duì)強(qiáng)度推定后，與同位置鉆芯抗壓試驗(yàn)的結(jié)果比較。如果偏離超出誤差范圍，則進(jìn)行必要的修正。此時(shí)，得到的測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值應(yīng)乘以修正系數(shù)；（2）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)超聲波波速的測(cè)量過程應(yīng)保持同一測(cè)距，測(cè)距不易大于1m，平測(cè)必須進(jìn)行零時(shí)距修正；537.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)（3）濕度對(duì)回彈和超聲波均有影響。濕度會(huì)降低混凝土硬度，回彈值會(huì)偏低；濕度使水填充混凝土空隙增加混凝土密度，超聲波速會(huì)增高。綜合法有相互抵消或減弱濕度影響的優(yōu)點(diǎn)；（4）規(guī)程規(guī)定的平測(cè)時(shí)的測(cè)區(qū)400mm×400mm，由于隧道襯砌是整體的，建議每8~12m視為一構(gòu)件，按同批構(gòu)件考慮，構(gòu)件抽檢數(shù)不應(yīng)少于同批構(gòu)件的30%，每個(gè)構(gòu)件測(cè)區(qū)不少于10個(gè)。（鐵路隧道襯砌質(zhì)量無損檢測(cè)規(guī)程略有不同）；（5）測(cè)區(qū)數(shù)量和位置的選取應(yīng)考慮隧道襯砌的施工工藝等；（6）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)補(bǔ)充雷達(dá)檢測(cè)，以確定襯砌混凝土內(nèi)部是否均勻，如果均勻性不好，必須注明“檢測(cè)推定的強(qiáng)度僅代表表層”。547.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)3.現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度換算值同超聲儀聲速va

和回彈儀回彈值Ra之間存在著正相關(guān)關(guān)系，混凝土的強(qiáng)度越高，相應(yīng)的超聲聲速也越高，回彈值也越高。相關(guān)數(shù)學(xué)關(guān)系式為：式中：a,b,c--為試驗(yàn)系數(shù)557.6.3隧道襯砌施工質(zhì)量無損檢測(cè)（1）測(cè)點(diǎn)布置超聲測(cè)