隧道病害專項檢測方案

高速公路隧道定時檢測方案 目錄1、隧道定時檢測的必要性 12、檢查內(nèi)容 22.1、地質(zhì)雷達(dá)探測 22.2、建筑侵限檢測 72.3、隧道構(gòu)造外觀質(zhì)量檢查 102.4、襯砌混凝土表面強(qiáng)度檢查 112.5、襯砌鋼筋銹蝕檢測 122.6、鉆孔取芯檢測 123、其它注意事項 134、投入人員狀況 145、投入設(shè)備狀況 146、價格概算清單 15貴州高速公路隧道定時檢測方案1、隧道定時檢測的必要性近十余年，隨著我國公路交通建設(shè)的大發(fā)展，我國新建了大量的隧道投入運行使用。隧道是一種特殊的工程構(gòu)造物，其本身構(gòu)造和周邊地質(zhì)環(huán)境互相作用的特點決定了其受力的復(fù)雜性，因此，隧道養(yǎng)護(hù)比普通路橋工程養(yǎng)護(hù)規(guī)定高，技術(shù)較為復(fù)雜，含有一定的特殊性，需要進(jìn)行專門的科學(xué)養(yǎng)護(hù)和管理，才干確保隧道的安全運行。根據(jù)我國對運行近十年公路隧道的調(diào)查顯示，已建隧道普遍存在不同程度的襯砌裂縫、變形以及滲漏水等病害，對隧道的健康狀況進(jìn)行全方面定時檢測與養(yǎng)護(hù)勢在必行。通過定時檢測，應(yīng)系統(tǒng)掌握隧道構(gòu)造的基本技術(shù)狀況，合理評定隧道的功效狀態(tài)，為下一步的養(yǎng)護(hù)提供根據(jù)。為系統(tǒng)掌握隧道的健康狀況，調(diào)查清晰隧道存在的病害狀況與隱患，為后期的養(yǎng)護(hù)治理提供有力根據(jù)，根據(jù)我單位檢測的工程經(jīng)驗和《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTGH12-）的規(guī)定，制訂該檢查方案。2、檢查內(nèi)容2.1、地質(zhì)雷達(dá)探測2.1.1檢測時在各檢測隧道段的拱頂、拱腰以及邊墻3個部位分別布置檢測剖面，共5條測線，拱頂為各隧道的正頂部附近、拱腰為隧道的起拱線以上1m左右，邊墻為隧道的排水溝蓋板以上2m左右，如圖1所示。拱頂測線拱頂測線拱腰測線邊墻測線拱腰測線邊墻測線圖1地質(zhì)雷達(dá)測線布置圖2.1.2(1)、二襯厚度、混凝土密實度狀況；(2)、鋼支撐的位置、間距、深度等布置狀況；(3)、襯砌背后空洞大小及分布狀況；(4)、襯砌背后賦含水分布狀況。2.1.(1)、探測深度：襯砌外表面對圍巖深處1.0(2)、鋼支撐：檢查與否按設(shè)計規(guī)定布置。(3)、拱背空洞：檢測空洞提供起止樁號、深度和充填狀況。(4)、襯砌混凝土：檢查襯砌混凝土厚度和密實狀況。(5)、拱背含水：檢查圍巖滲流水或地下水對襯砌的侵害。2.1.檢測采用了美國地球物理探測設(shè)備公司(GSSI)生產(chǎn)的SIR-3000型地質(zhì)雷達(dá)。由于襯砌圍巖之間存在著物性差別;缺點部位混凝土被水或空氣充填時，與密實的混凝土的物性也有明顯差別。因此，能夠采用地質(zhì)雷達(dá)法對隧道的支護(hù)和襯砌混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測。 圖2SIR3000型地質(zhì)雷達(dá)檢測原理：探地雷達(dá)是通過天線將脈沖雷達(dá)波發(fā)射入被測物體，由接受天線接受不同物理性質(zhì)物體的界面反射的雷達(dá)波，據(jù)此進(jìn)行探查。實測時將探地雷達(dá)的發(fā)射和接受天線密貼于襯砌表面，雷達(dá)波通過天線進(jìn)入混凝土襯砌中，碰到鋼筋、鋼質(zhì)拱架、材質(zhì)有差別的混凝土、混凝土中間的不持續(xù)面、混凝土與空氣分界面、混凝土與巖石分界面、巖石中的裂面等產(chǎn)生反射，接受天線接受到反射波，測出反射波的入射、反射雙向走時，就可計算出反射波走過的路程長度，從而求出天線距反射面的距離D。D=V·△t/2式中：D為天線到反射面的距離；V為雷達(dá)波的行走速度；Δt能夠用幾何光學(xué)的概念來看待直線傳輸?shù)睦走_(dá)波的透射和反射。V=C0/ε1/2其中：C0為雷達(dá)波在空氣中的傳輸速度─30cm/ns；ε為介電常數(shù)，由波所通過的物質(zhì)決定。即物體中的雷達(dá)波速由其介電常數(shù)決定。如空氣的ε空氣=1，水的ε水=81，混凝土的ε圖3雷達(dá)探測原理示意圖雷達(dá)天線可沿所測測線持續(xù)滑動，所測的每個測點的時間曲線能夠匯成時間剖面圖像。從一種測點的反射波時間曲線上去鑒別哪一種波反映什么是困難的，但多個測點資料匯成的時間剖面，各測點接受到的同一反射面的反射波匯成一定圖像，就能直觀地反映出多個不同的反射面。例如，一種與測量平面近于平行的反射面，如襯砌的外緣面，在時間剖面上就是與時間0基線近于平行的線；襯砌與巖體交界面的起伏（反映了襯砌厚薄變化）體現(xiàn)為有起伏的圖像；鋼質(zhì)拱架的反射圖像可能是一雙曲線，在彩色或黑白灰度的圖上也可能呈現(xiàn)一種個圓點；突入襯砌中的小塊巖石、襯砌背后的空洞、兩層襯砌間的空隙則多呈雙曲線圖像。根據(jù)這些圖像即可辯別不同的物體。時間剖面圖像是探地雷達(dá)成果的基本圖件，其橫座標(biāo)為測點位置，縱座標(biāo)為雷達(dá)波反射時。能夠用黑白波型圖像（波形圖變面積黑白顯示）、黑白灰度顯示、彩色色塊顯示等形式。2.1.5①測線布置測線布置如圖1所示，在隧道走向上，持續(xù)檢測5m打一次測量標(biāo)記②儀器設(shè)備的參數(shù)選擇雷達(dá)是通過天線發(fā)射和接受雷達(dá)波的。頻率高的天線發(fā)射雷達(dá)波主頻高、分辨率高，但穿透深度??；頻率低的天線發(fā)射雷達(dá)波主頻低、分辨率低，但是穿透深度大。若選用600MHz天線作為工作天線，它的波長約為20cm左右，檢測30～50cm厚的襯砌背后的空洞和深1～2m的坍方有足夠的分辨率；采樣最大時窗若為40ns，可探測1.5～2m深。但為探查坍深達(dá)5m以上的坍體狀況，就要選擇低頻的天線，例如200MHz的天線。其發(fā)射和接受的波長約4～5m,分辨率較低，但采樣時窗可設(shè)定在200ns以上，可探深7～8米。具體使用時可根據(jù)早期支護(hù)的狀況和二次襯砌的厚度選用600MHz或900③現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集雷達(dá)檢測時，需將發(fā)射和接受天線與隧道襯砌表面密貼，沿測線滑動，由雷達(dá)儀主機(jī)高速發(fā)射雷達(dá)脈沖，進(jìn)行快速持續(xù)采集。為此，需使用工作臺架，便于將天線舉起密貼襯砌。天線沿測線以1～3km/h左右的速度滑動。為此，運用裝載機(jī)或反鏟挖掘機(jī)搭設(shè)工作平臺。若雷達(dá)每秒發(fā)射20個脈沖，檢測時天線的行走速度為0.56m/s（2km/h雷達(dá)時間剖面上各測點的位置要和隧道里程相聯(lián)系。為確保點位的精確，在隧道壁上每5m作一標(biāo)志，標(biāo)上里程。當(dāng)天線對齊某一標(biāo)記時，由找點人員通報雷達(dá)儀器操作員，操作員立刻向儀器輸入信號，在雷達(dá)統(tǒng)計中每5～10m④雷達(dá)波速的測取雷達(dá)波速是計算襯砌的最重要參數(shù)。因隧道襯砌的施工及用料狀況以及鋼拱架和鋼筋網(wǎng)的密度不同，噴射混凝土中雷達(dá)的傳輸波速有一定的變化范疇，因此，現(xiàn)場實測雷達(dá)波在襯砌中的走行速度是重要的數(shù)據(jù)參數(shù)。測波速的辦法是：在已知隧道襯砌支護(hù)厚度處實際丈量襯砌厚度D，再作雷達(dá)短測線測取襯砌底面雷達(dá)反射波走時△t，反算出V與ε。V=2D/△tε=(C0/V)2式中：V為實測的雷達(dá)波速；D為襯砌實際厚度；Δt為實測反射時；C0為在空氣中的雷達(dá)波速—30cm/ns；ε⑤檢測數(shù)據(jù)分析與結(jié)論提交為獲得雷達(dá)探測的成果，需要對雷達(dá)統(tǒng)計進(jìn)行解決與判讀，判讀是理論與實踐相結(jié)合的綜合分析，它是資料解釋的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)分析的基本環(huán)節(jié)為：首先通過FFT變換分析，然后采用數(shù)字濾波、反濾波、偏移等解決手段壓制隨機(jī)的和規(guī)則的干擾波，突出有用的信息。根據(jù)解決后的雷達(dá)圖象，通過對檢測波形的時間剖面、波形及振幅的變化規(guī)律的對比分析，對壁后空洞及混凝土密實狀況、壁后回填狀況進(jìn)行綜合評判。圖4數(shù)據(jù)解決流程圖在進(jìn)行數(shù)據(jù)解決時應(yīng)注意下列幾點：A:分析反射波的振幅與方向；B:分析反射波的頻譜特性；C:分析反射波同相軸形態(tài)特性，確認(rèn)那些屬同相軸；D:解面；E:根據(jù)空洞的波形特性確認(rèn)襯砌支護(hù)背后與否存在空洞；F:根據(jù)波形的雜亂、同相軸錯斷狀況，確認(rèn)與否屬于不密實；最后，檢測人員根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)的檢測成果，結(jié)合隧道施工工藝及對應(yīng)的驗收評定原則，實事求是地提交檢測成果報告。2.2、建筑侵限檢測2.2.隧道橫斷面內(nèi)輪廓變形狀況。2.2.2全站儀、激光斷面檢測儀等。2.2.3、襯砌斷面輪廓檢測按每隔50m一種斷面進(jìn)行布置。2.2.4、(1)儀器用途概述選用北京光電技術(shù)研究所生產(chǎn)的BJSD-2C本儀器采用了專門設(shè)計的高精度的角度編碼器和測距儀。使得儀器的基本性能有可靠確保。本儀器在現(xiàn)場不必使用筆記本計算機(jī)，即可統(tǒng)計最少一百組斷面數(shù)據(jù)。操作者能夠在回到辦公室后，輸入到計算機(jī)中去，并在專為本儀器所開發(fā)的軟件上進(jìn)行數(shù)據(jù)解決、繪圖及報告等操作。同時也能夠做到在檢測時同時與計算機(jī)連接,做到邊檢測邊顯示檢測斷面，從而能夠立刻顯示數(shù)據(jù)和圖形。。圖5BJSD-2C(2)重要技術(shù)指標(biāo)檢測半徑：0.2–45米檢測時間：自動檢測約為1～2分鐘一種斷面充電使用時間：一次充電不超出5小時即可持續(xù)使用6小時檢測精度：1自動、定點檢測時方位角范疇：60～300度或30～330度手動測頭時方位角轉(zhuǎn)動范疇為；30度–330度定位測量方式：含有自動測量儀高、垂直向下激光定心功效每次紀(jì)錄斷面數(shù)：不少于100個斷面（50個點一組測量斷面）(3)使用條件溫度范疇：-10℃~+濕度條件：85%粉塵程度：基本清潔條件下使用、粉塵煙霧及水霧條件下亦可使用但須隨時清潔。(4)儀器的構(gòu)成及特點儀器由下列部分構(gòu)成:檢測主機(jī)、測量控制器、三腳架、軟件、外接電源盒等部分構(gòu)成儀器的特點以下:(a)現(xiàn)場檢測只需三腳架和主機(jī)即可，攜帶及操作方便。(b)符合現(xiàn)場使用條件，含有防潮、抗煙塵、電池供電等特點。(c)檢測精度高，速度快，檢測一種斷面僅須1～2分鐘。(d)測量數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計，存儲空間大。(e)不必交流供電，使用充電電池供電，攜帶方便。(f)軟件功效強(qiáng)大，操作簡便，全中文界面，全方面支持Win9X、WinXP、Win等操作系統(tǒng)。2.2.5、本儀器的測量方式分下列幾個:(1)手動檢測辦法：在手動檢測方式中，可由操作者控制移動檢測批示光斑隨意進(jìn)行測量和統(tǒng)計。(2)定點檢測法：可設(shè)立起止角度及測量點數(shù)等參數(shù)，儀器將按照所定參數(shù)自動測量并統(tǒng)計。(3)自動測量法:儀器根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的間隔,自動檢測并統(tǒng)計數(shù)據(jù)。2.2.6、運用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀或者全站儀把隧道洞內(nèi)基準(zhǔn)點引到需要測量的斷面，該斷面相對基點擬定后來，對激光斷面儀進(jìn)行設(shè)立，分別選用上述三種方式對該斷面進(jìn)行測量，得到斷面數(shù)據(jù)，運用計算機(jī)，并在專為本儀器所開發(fā)的軟件上進(jìn)行數(shù)據(jù)解決、繪圖及報告等操作。同時也能夠做到在檢測時同時與計算機(jī)連接,做到邊檢測邊顯示檢測斷面。對實際斷面與設(shè)計斷面進(jìn)行對比分析，以判斷內(nèi)輪廓斷面與否侵限、變形。圖6隧道斷面檢測軟件界面2.3、隧道構(gòu)造外觀質(zhì)量檢查2.3.(1)、洞口洞口山體有無滑坡、坍毀的跡象，護(hù)坡、擋土墻有無開裂變形的狀況。(2)、洞門墻身有無開裂、起層、剝落，構(gòu)造有無沉陷、變形、開裂，混凝土有無缺損，鋼筋有無外露。(3)、襯砌襯砌有無裂縫、剝落，施工縫有無開裂錯位，襯砌表面混凝土有無缺損，有無滲漏水。(4)、路面路面有無沉陷、拱起、錯臺、開裂、溜滑等。(5)、檢修道道路與蓋板有無缺損等。(6)、排水系統(tǒng)構(gòu)造有無破損，邊溝蓋板與否完好，管道有無漏水，排水溝有無沉沙、積水等。(7)、內(nèi)裝內(nèi)裝層有無臟污、破損、變形等。2.3.運用步行及高空檢查車輔助方式和照明工具，采用目測和量測檢查，并采用數(shù)碼相機(jī)、鋼卷尺、裂縫測寬儀等工具進(jìn)行統(tǒng)計和測量，并對滲水點統(tǒng)計其位置、大小及測試PH值狀況。圖7高空檢測車和裂縫寬度檢測工作圖2.4、襯砌混凝土表面強(qiáng)度檢查2.4.檢測襯砌混凝土碳化深度，檢測混凝土表面強(qiáng)度，與襯砌混凝土密實性檢測的數(shù)據(jù)互相檢查。2.4.運用混凝土碳化深度測量儀檢測碳化深度；運用超聲波回彈儀測試表面強(qiáng)度，通過換算形成強(qiáng)度曲線，根據(jù)曲線評定出測區(qū)強(qiáng)度值。圖8智能型混凝土回彈強(qiáng)度檢測儀2.4.3根據(jù)隧道襯砌混凝土表面質(zhì)量進(jìn)行選擇檢測斷面，普通每隔20米設(shè)立一種檢查斷面2.5、襯砌鋼筋銹蝕檢測2.5襯砌混凝土內(nèi)部鋼筋的銹蝕狀況。2.5采用鋼筋銹蝕檢測儀進(jìn)行無破損檢測，圖9所示為鋼筋銹蝕儀與應(yīng)用檢測。圖9鋼筋銹蝕檢測儀與工程檢測2.5采用電化學(xué)測定辦法中的半電池電位法檢測，檢查斷面50m設(shè)立一種，個別病害處增設(shè)測區(qū)。普通在隧道的拱腰局部構(gòu)件選擇測區(qū)，在測區(qū)內(nèi)畫出測線網(wǎng)格和測點，測線的交叉點就是測點，根據(jù)測點件電位差的狀況對鋼筋銹蝕狀況做出定性評判。現(xiàn)場測試為電位梯度測試，不需鑿開混凝土，點距為20cm。檢測內(nèi)容為該測區(qū)相鄰測點的電位梯度。2.6、鉆孔取芯檢測2.6.襯砌混凝土強(qiáng)度、厚度、拱背空洞及充填等實際狀況，驗證與核算地質(zhì)雷達(dá)檢測成果，為病害整治設(shè)計提供根據(jù)。2.6.2、重要使用混凝土取芯機(jī)、切割機(jī)、材料實驗機(jī)等。2.6.3、首先在工程現(xiàn)場用取芯機(jī)鉆取芯樣，對芯樣裂縫、分層、麻面或離析、各層厚度等狀況進(jìn)行檢查與描述，然后按有關(guān)實驗規(guī)程的辦法和規(guī)定對芯樣進(jìn)行試件制作、養(yǎng)護(hù)與實驗。根據(jù)隧道病害的實際狀況擬定檢測的斷面，每一檢測斷面擬布置鉆孔5個（也可根據(jù)斷面襯砌混凝土實際狀況增加或減少鉆孔數(shù)量），斷面鉆孔布置示意如圖10。必要時可根據(jù)需要和實際狀況在理解襯砌混凝土強(qiáng)度的同時，鉆孔深度可鉆到圍巖巖面以探明效驗襯砌厚度、拱背空洞及充填、噴錨早期支護(hù)等。該項目每個隧道選三個斷面做取芯檢測。圖10鉆孔取芯布置圖3、其它注意事項在隧道質(zhì)量檢測與提交報告的過程中，應(yīng)注意以下幾點：(1)、雷達(dá)檢測時，需將發(fā)射和接受天線與隧道襯砌表面密貼，沿測線滑動，盡量勻速行走。(2)、為了確保時間剖面上各測點的位置與實際檢測里程的位置相對應(yīng)，要認(rèn)真地做好里程標(biāo)記工作，以及統(tǒng)計里程與實際里程的核對工作，確保檢測成果的精確性和可靠性。(3)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集時，應(yīng)特別注意核定采樣窗口長度、核定增益點設(shè)立、顯示效果的選擇，同時，應(yīng)觀察現(xiàn)場紀(jì)錄，它是資料解釋的基礎(chǔ)。由于，檢測中有些環(huán)境干擾信號被同時統(tǒng)計下來，，如不參考現(xiàn)場統(tǒng)計很容易錯判，現(xiàn)場紀(jì)錄的要點是把那些可能產(chǎn)生反射干擾的事物都統(tǒng)計下來，注明其性質(zhì)、與測線的距離、位置關(guān)系等。(4)、作為從事隧道的檢測人員，僅掌握、熟悉雷達(dá)檢測、數(shù)據(jù)解決是不夠的，還應(yīng)充足理解隧道施工工藝，針對不同隧道應(yīng)充足理解、分析襯砌與壁后回填介質(zhì)及圍巖的差別；同時應(yīng)理解熟悉隧道設(shè)計施工及對應(yīng)的驗收評定原則。對檢測成果應(yīng)實事求是，既不夸張存在的問題，也不隱瞞存在的缺點，能夠敘述清晰的問題一定要透徹，不能敘述清晰的也應(yīng)分析闡明因素，以免造成不必要的誤解。4、投入人員狀況擬投入檢測技術(shù)人員姓名性別年紀(jì)學(xué)歷專業(yè)職稱分工5、投入設(shè)備狀況擬投入檢測設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格產(chǎn)地造價（萬元）數(shù)量用途地質(zhì)探測雷達(dá)測試襯砌及圍巖相態(tài)高頻雷達(dá)天線配合雷達(dá)隧道激光斷面儀隧道斷面變形測試裂縫測寬儀襯砌裂縫寬度測量數(shù)碼相機(jī)構(gòu)造外觀檢測超聲波回彈測強(qiáng)儀混凝土強(qiáng)度測試碳化測深儀3混凝土碳化檢查鋼筋銹蝕測試儀2襯砌鋼筋檢查高空檢查車1拱頂綜合檢測地質(zhì)鉆機(jī)1超前探測地質(zhì)取芯機(jī)1鉆取芯樣萬能實驗機(jī)1芯樣力學(xué)實驗打磨機(jī)制備芯樣6、價格概算清單按《工程勘察設(shè)計收費原則》中工程物探收費方法的規(guī)定和有關(guān)實際狀況，報價計算以下：表速公路隧道檢測價格概算表序號檢查項目名稱單價數(shù)量金額備注1地質(zhì)雷達(dá)探測費12元/米18871米15×18871=226452雷達(dá)探測襯砌的完整性及其與圍巖的結(jié)合狀況，與否有構(gòu)造隱患2建筑限界檢測費300元/斷面77斷面300×77=23100隧道運行期需要對隧道實際內(nèi)輪廓斷面與設(shè)計內(nèi)輪廓斷面進(jìn)行對比分析，以判斷內(nèi)輪廓斷面與否侵限、變形3混凝土強(qiáng)度測費60元/測區(qū)378測區(qū)60×378=22680檢測襯砌混凝土的質(zhì)量和構(gòu)造材料劣化程度4鋼筋銹蝕檢測費350元/測區(qū)154測區(qū)350×154=539005鉆孔取芯檢測費220元/個90個220×90=19800檢查雷達(dá)測試成果6芯樣制作費120元/個90個200×90=108007芯