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1、亮马台隧道衬砌混凝土质量检测亮马台隧道衬砌混凝土质量检测检 测 报 告 目 录1、前言- 1 -2、工程概况- 1 -3、检测依据- 1 -4、检测设备- 2 -5、检测的目的及测线布置- 3 -6、检测原理- 3 -7、现场检测过程- 4 -8、结果分析- 5 -8.1 隧道衬砌混凝土及背后密实情况- 5 -8.2 数据解释- 6 -8.3隧道衬砌裂纹描述- 7 -8.4隧道衬砌裂缝深度检测- 7 -8.5隧道衬砌混凝土强度检测- 8 -9、地质雷达检测结果- 9 -9.1隧道衬砌厚道及钢筋描述- 9 -9.2隧道衬砌裂纹描述- 13 -9.3隧道衬砌裂缝深度检测结果- 20 -9.4隧道衬
2、砌混凝土强度检测结果- 23 -10、亮马台隧道工作照及病害照- 24 -11、检测结果汇总- 26 -12、附件：衬砌厚度示意图- 27 - 亮马台隧道衬砌混凝土质量检测1、前言亮马台隧道管理站于2014年5月3日2014年5月5日采用地质雷达法、超声回弹综合法等方法对亮马台隧道二次衬砌进行了检测。目的为检测隧道二次衬砌混凝土厚度是否满足设计要求、衬砌背后是否存在空洞及不密实现象；二次衬砌混凝土强度是否满足设计要求。通过目测、摄影及测量等手段调查隧道衬砌裂纹的长度、宽度以及深度。2、工程概况 亮马台隧道现管理单位为山西大同高速公路管理有限责任公司，隧道的隧址区属内蒙古大青山山脉南部前缘，位于
3、得大高速公路中间部位。为分离式隧道，总投资1.55亿元，隧道单洞总长4370米，其中左洞入口桩号为K449+532，出口桩号为K447+304，长度为：2222米，右洞入口桩号为447+280，出口桩号为K449+428长度为：2148米。隧道净宽10.5米；净高7.5米；车道数为双向四车道；结构形式为端墙式圆顶三心圆拱钢筋混凝土，洞面护墙为曲墙式复合衬砌；设计时速为100公里/小时；两侧检修道宽度为1米；紧急停车带宽度为3米；长度30米。亮马台隧道分为监控、供配电、通风、照明、消防五大机电系统。隧道内设有4个人行横洞，3个车行横洞，在发生紧急情况时作为疏通应急通道。隧道实施24小时监控，担负
4、监控任务的是距离隧道1.5公里位于古店服务区的隧道管理站，通过监控，预防和减少各种事故和突发事件的发生。3、检测依据本次检测依据为：（1）公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）；（2）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB502042002）；（3）公路隧道设计规范（JTG D702004）；（4）公路隧道施工技术规范（JTJ 04294）；（5）超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程（CECS 02-2005）；（6）超声法检测混凝土缺陷技术规程（CECS 21:2000）；（7）隧道设计图纸。4、检测设备 1、采用由美国GSSI公司生产的TerraSIRch SIR3000地质
5、雷达。2、采用由美国GSSI公司生产的400Mhz地质雷达天线。雷达检测参数设置如下： 采样数：设置为512，采样数设置较高。 时窗：本次检测中，时窗长度为50ns。 扫描速率：根据探测要求，扫描速率选用50道/m。 带通滤波：带通滤波选用100MHz1000MHz。 触发方式：连续触发，连续采集数据。图4-1 本次检测所使用的雷达根据检测内容，隧道衬砌质量检测使用的仪器设备见表4.1。表4.1 检测投入的主要仪器、设备表序号仪器设备名称设备管理号规格及性能1地质雷达SIR3000/GPR 400MHz天线2读数显微镜精度：0.1mm3直尺60cm4钢卷尺5m5皮尺30m6声波仪Tico7回弹
6、仪Zac-308相机9非金属超声波检测分析仪NM-4B10钻芯机5、检测的目的及测线布置采用地质雷达线测法，检测混凝土衬砌厚度；衬砌混凝土及背后密实情况；共检测三条测线,分别为拱顶、左拱腰及右拱腰。6、检测原理地质雷达是一种宽频带高频电磁波信号探测介质分布的非破坏性的探测仪器。它通过天线连续拖动的方式获得断面的扫描图像。雷达利用向地下发射高频电磁波，电磁波信号在物体内部传播时遇到不同介质的界面时，就会反射、透射和折射。介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确记录反射回的电磁波的运动特征，再通过数据的技术处理，形成断面的扫
7、描图，通过对图像的判读，判断出隧道衬砌内的实际情况。雷达天线向混凝土内部发射电磁波，由于混凝土、钢筋、孔洞或混凝土密实度不同，则它们的介电常数不同，使电磁波在不同介质的界面处发生反射，并由混凝土表面的接收天线接收，根据电磁波发射与反射波返回的时间差和混凝土中电磁波的传播速度来确定反射体距表面的距离，达到检出混凝土内部的钢筋、缺陷位置、深度等。根据上述原理，可用雷达仪探测混凝土中钢筋位置、保护层厚度以及空洞、疏松等缺陷的位置、深度和范围。雷达的工作原理及其探测方法见图6-1。 探地雷达主要利用宽频带高频时域电磁脉冲波的反射探测目标体。由公式 雷达根据测得的雷达波走时，自动求出反射物的深度z和范围
8、。 图6-1 雷达的工作原理及其探测方法7、现场检测过程现场检测工作于2013年5月3日进行，检测人员使用地质雷达探测仪，按照建设方的要求及规程规定，尽可能在每个隧道内分别在左拱腰（测线1）、拱顶（测线2）、右拱腰（测线3）3个位置纵向布置雷达测线进行检测（测线布置如图3所示）。在现场的实际检测中，由于部分隧道施工现场的场地限制，并出于设备、人员的安全考虑，有些不具备检测条件的部位未进行数据采集。图7-1 雷达测线布置示意图在检测过程中，由于隧道路灯,电缆，电力盒、的影响，造成测线位置一定的差异。 图7-2 雷达检测现场实力示意图8、结果分析8.1 隧道衬砌混凝土及背后密实情况地质雷达资料反映
9、的是地下介质的电性分布，将其转化为地质体分布，必须把地质、施工、地质雷达等方面的资料有机结合起来，以此获得检测对象的整体图像。隧道衬砌中存有不密实和空洞的判析：处于围岩或混凝土中空洞中的空气与模筑混凝土、喷射混凝土、围岩有明显的介电常数差异，因此在时间剖面图上，同相的雷达波错断并向上弯曲，并在空洞和混凝土、围岩之间有明显的界线。分析时，若有钢筋或格栅钢架，应考虑其影响。地质雷达检测数据处理及资料解释流程见图8-1-1。在原始数据经过处理后，得到时深剖面图（图8-1-2），然后进行分析得到检测结果。确定衬砌缺陷类型和位置原始数据数字处理时深剖面标记隧道名称、测线、里程现场原始记录设计及施工资料和
10、地质资料统计列表、复核形成报告图8-1-1 数据处理及资料解释流程图 里程(m)衬砌厚度钢筋脉冲走时(ns)剖面深度(m) 图8-1-2 地质雷达时间深度剖面图（典型波形图） 8.2 数据解释衬砌背后回填密实度的主要判别特征：密实：信号幅值较弱，甚至没有界面反射信号；模注衬砌围岩围 岩图8-2-1 衬砌与围岩雷达反射剖面示意图空洞：衬砌界面反射信号强，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号，两组信号时程差较大。空洞反射图8-2-2 空洞雷达反射剖面示意图不密实反射空洞反射图8-2-3 空洞雷达反射剖面示意图不密实：衬砌界面的强反射信号同相轴呈绕射弧形，且不连续，较分散；不密实反射 图8-2-4
11、 不密实雷达反射剖面示意图8.3隧道衬砌裂纹描述隧道衬砌裂纹描述，是通过目测、摄影及测量等手段调查隧道衬砌裂纹的长度、宽度以及裂纹走向。8.4隧道衬砌裂缝深度检测隧道衬砌裂缝深度检测采用采用非金属超声波检测法和钻芯取样法进行检测。8.4.1非金属超声波检测法检测原理利用脉冲波在技术条件相同（指混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致）的混凝土中传播的时间、接收波的振幅、频率和波形等声学参数的相对变化，来判定混凝土的缺陷，如裂缝的深度等。检测方法裂缝检测包括裂缝长度、宽度和深度的检测。具体测试方法为：采用标定合格的量尺量测裂缝长度，采用裂缝宽度观测仪观测裂缝宽度，采用非金属超声波检测分析仪用单
12、面平测法方法检测裂缝深度。图8-4-1 单面平测法示意图8.4.2 钻芯取样检测通过钻芯机对隧道拱腰处钻芯取样。8.5隧道衬砌混凝土强度检测隧道衬砌混凝土强度检测采用超声回弹综合法进行无损检测。8.5.1检测原理超声回弹综合法检测混凝土强度是建立在回弹值和超声波传播速度与混凝土的抗压强度之间相互联系的基础之上，即用回弹值和声波的传播速度综合反映混凝土的抗压强度。现场检测时采用混凝土超声波检测仪和回弹仪，在结构混凝土同一测区分别测量声时值及回弹值，然后按超声回弹综合测强曲线，求得强度换算值，再根据有关规范，得到混凝土强度推定值。超声回弹综合法充分考虑了：水泥品种及水泥用量，细骨料品种及砂率，粗骨
13、料品种、石子用量及粒径，外加剂，测试面等影响因素，并根据主要影响因素对测强曲线进行声速和回弹值校正。与单一法相比，精确度高，适用范围广，是现场进行混凝土强度检测的一个方便、可靠的无损检测方法。8.5.2检测方法在本次检测中，由于现场条件限制，在隧道随机布置5个混凝土强度无损检测测区，采用单面平测的方法，在每个测区内测取16个回弹值和3个声速值。各测区平面尺寸设置如图8-5-1所示，各测区的混凝土强度按超声回弹综合法规程检测及分析。检测仪器为回弹仪和非金属超声波检测仪。40cm40cm图8-5-1 衬砌混凝土强度检测测区布置示意图9、地质雷达检测结果9.1隧道衬砌厚道及钢筋描述本次隧道衬砌厚度、衬砌背后空洞及密实度检测共完成1150延米，经过对地质雷达现场检测图谱分析表明：（1）亮马台隧道所测测线范围内局部里程段衬砌厚度不满足设计要求，具体里程及部位见表9.1.1，隧道厚度曲线图见附图1附图6。（2）隧道所测测线范围内局部里程段衬砌背后存在空洞及不密实现象，具体里程及部位见表9.1.2，空洞及不密实现象展示图见图9-1-1，图9-1-
