程仕峰
山东广信工程试验检测集团有限公司
摘要：本文采用综合超声波回收和回收方法，检查公路隧道中铺设混凝土的质量。此外，通过运用钻芯法用于验证和校正检查结果。
关键词：公路隧道；回弹法；超声回弹综合法
在当前的隧道工程设计与施工过程中，通常以复合式衬砌为主。对于复合式衬砌，它主要由初支、二衬两部分构成。其中，初支作用在于使围岩在施工过程中保持稳定，而二衬作用在于提供充足的安全储备，确保围岩能够承受较大的围岩压力。当围岩超过IV类时，二衬要按照安全储备进行设计；当围岩为III类以下时，需按照承载进行设计，同时要能满足构造方面的要求。可见，二衬为隧道主要承载结构，特别是软弱围岩，同时也是防水重要防线。基于此，衬砌结构质量是否合格对隧道整体长时间稳定及各项使用功能都有重要作用与意义。从工程实践可以看出，如果衬砌结构存在质量问题，则会造成开裂、渗漏等问题，严重时还会引起坍塌。因此，在实际工作中，必须做好衬砌结构质量检测。在工程中，隧道混凝土衬砌结构质量检测内容主要有两方面，分别为强度检测与厚度、背部空洞检测，针对不同的检测内容，需要用到不同的检测方法。
1检查公路隧道混凝土强度的方法
目前检测混凝土强度最常用的方法是回弹法。回弹法使用显示的回弹值来评估混凝土砂浆的硬度，然后通过内部和外部的组合来估算混凝土强度。该方法不麻烦且成本较低，属于无损检测方法。这一显着特征体现在检测混凝土铺设的均匀性上。另外，回弹方法也存在缺点。例如，强度值小的混凝土在受到外部压力时容易变形，弹性不高，不容易通过回弹法检查。当回弹法使混凝土的内外质量不均匀时，测量值只能显示有限深度的衬砌混凝土。检查厚度范围时，不同种类的回弹锤是不同的。测试时，应根据实际情况选择合适类型的回弹锤。
超声回弹综合检测机制主要依靠低频超声波设备和回弹锤检测同一检测场所，然后参照现有的国家统一强度曲线评估测量区域混凝土的强度。与独立回弹法和超声波法相比，超声回弹综合法具有许多优点。如果单独使用这两种方法，衬砌混凝土的年龄和含水量会影响测试结果，但如果采用综合方法，年龄和含水量对测试结果的影响可以相互弥补最小化它，确保强度测试结果的高精度。通过上述文章，我们可以通过检查结果有效的显示混凝土衬砌标准度，提高无损检测方法的准确度，为后续工作奠定基础。
探地雷达法：探地雷达（简称隧道质量检测方法，通过分析雷达回波情况来检测地下目标物，它釆集的数据量大，连续、经济快捷、精度高且抗干扰性强，对检测物体无损伤。探地雷达技术在險道工程质量检测中，可以用来检测險道工程施工中衬砌层厚度（包括初衬、二次衬砲）、衬砲层有无裂痕，衬砌背后有无空洞，衬砲层中钢筋网的钢筋使用数量和钢筋直径大小等重要工程质量指标。
具体的使用方法是：在衬砲表面做好测线标记，然后沿着测线通过发射天线向險道衬砌层发射雷达波（高频电磁宽频短脉冲），雷达波在介质中传播遇到介电常数不同的界面时发生反射，反射波传回衬砌表面，由接收天线接收。随着通过介质的电性质及几何形态的不同，雷达波在介质中传播的路径、振幅和波形都会改变。因此通过对雷达回波的双程走时等信息分析处理，就可实现对隧道衬砲内部结构进行检测的目的。
2超声回弹检测设备存在的不足及弥补措施
2.1回弹设备
使用回弹装置时，应定期校准和维护。回弹装置的回收试验应在20±5℃的温度下进行，钢砧应牢固地放在均匀的混凝土上。操作锤子使其弹起时，弹出杆应旋转4次。每次旋转角度控制在约90°。重复操作约3~5次，连续3次记录稳定值，最后计算3次平均值。使用回弹锤的回弹值的测试结果不是很可靠，因此有必要首先测试钢砧的运行率。在试验中，设备的纵轴应垂直于混凝土表面。仔细研究设备使用说明书，并按照要求操作。使用后立即清洁并维护设备。首先清洁设备表面和攻丝杆，然后按下攻丝杆将其放入滤毒罐中，最后将设备放在干燥阴凉的地方。
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2.2超声检测设备
使用超声波检测设备时，应注意设备维护和传感器校准。超声波检测设备应符合技术标准，设备必须具有产品认证，操作必须具有较高的安全性，并符合标准值。例如，声音的漂移值应控制在20~30μs，2h内的漂移值应≤±0.2。SS。传感器速率必须在标准频率范围内。在将设备连接到电源之前，请先检查电压稳定性，然后将设备预热约10分钟。检查传感器和标准杆是否接触良好。在实际检测中，应将第一接收声波的幅度控制在30~40mm左右，以保证检测声音时间值的准确性。如果设备长时间不使用，请确保设备每月开机一次，每次开机时间≥1h。设备应放置在干燥阴凉的地方，放置或运行时应防止灰尘污染。在设备移动过程中，请勿猛烈摇晃并注意不要碰撞。
3工程案例
3.1工程概况
隧道建在高速公路的某个区域，这是一个单向行驶的双向隧道。隧道总长度为650米。在施工过程中，隧道存在许多不安全问题，如漏水和混凝土裂缝，尤其是夏季雨季隧道。雨水的积累导致隧道表面深度的增加。此外，每年排水沟中都会出现大量土壤。可以看出，隧道长时间被水浸泡和腐蚀，破坏了混凝土防水层，导致隧道在潮湿环境中长时间地质变形，导致质量安全隐患衬砌混凝土。采用超声回弹综合法检测混凝土强度，找出威胁隧道安全的原因，设置存在威胁的钻孔，并采用钻芯法检测混凝土强度，为后续的工作开展打下基础。
3.2检查方法
3.2.1无损检查方法
（1）设置测量区域。隧道长度是明确定义的，调查区域与调查区域之间的间隔控制在20米。测试区域包括左壁和右壁以及顶部。
（2）测定回弹值。使用该工具确定在测量区域范围内检测到回弹值的点，然后选择合适的回弹锤来测量相应的回弹结果，并由专业人员记录回弹结果并备案。
（3）测定声速值。在测量回弹值的地方，用工具确定声速值的测试值，选择合适的超声波测试设备测量声速值，专业人员记录结果进行记录。
3.2.2用钻芯法检查强度
（1）设置钻芯测量区域。隧道是一条很长隧道，从入口处计算出来，芯样样间距为280米。另请注意，钻芯的位置应设置在超声波回弹区域内。
（2）用红色油漆标记钻芯的桩号。
（3）芯样样品应按要求建造，在维护之后，通过使用压力检测设备根据实际环境进行抗压强度测试，并记录测试芯样品的抗压强度结果。
3.3记录检测结果
3.3.1钻芯法
以隧道右线为例，该隧道的钻芯数量共计6个，形成23个岩心样本，分为12组，其中包括10套C20混凝土。抗压强度试验结果表明，最小值为24.2MPa，最后计算平均值。该值为34.0MPa。根据“公路工程质量检验评定标准”（JTGF80/1-2017），在10套岩心样品的前提下，对隧道右侧C20混凝土衬砌强度进行了评定，以满足标准要求。要求;核心样品为2组，抗压强度试验结果表明最小值为29.4MPa，最终计算平均值为29.9MPa。参见“公路工程质量检验和评估标准”（JTGF80/1-2004），核心样品数量<10。在该组中，使用非统计方法估计隧道右侧的C20混凝土强度不符合标准值。
3.3.2超声回弹综合法
采用超声回弹综合法检测隧道右侧156个位置，包括114个抗压强度为C20的位置。衬砌混凝土强度试验结果为20.1MPa;抗压强度为C30的42个位置。衬砌混凝土强度的试验结果为23.3MPa。
超声回弹综合法得到的结果表明，隧道右线C20混凝土的强度符合标准;衬砌C30混凝土的强度与钻芯法方法相同。
结束语
以上论述了隧道混凝土衬砌结构常用质量检测方法，即超声回弹综合法与探地雷法检测法。其中，前者主要用于混凝土强度实时检测，后者主要用于衬砌结构厚度与背部空洞检测。通过实践与分析可知，以上两种方法均合理可行，且检测结果真实、可靠，值得在实际检测工作中推广应用。
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利用无损检测方法对工程整体质量实施检测是现阶段质量管理工作的主要发展趋势。对隧道工程而言，它属于典型的地下工程，隧道的混凝土衬砌结构质量是否合格和隧道安全息息相关，对衬砌结构进行准确检测与综合评定，其重要性相当于对桥梁实施荷载试验。基于此，在隧道工程相关技术标准中，需要列入强度检测、厚度检测与背部孔洞检测等内容，将超声波检测法与探地雷达检测法作为标准检测方法。
参考文献
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论文作者:程仕峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/8
标签：混凝土论文; 隧道论文; 强度论文; 综合法论文; 超声论文; 设备论文; 抗压强度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;