中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
摘要：隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)作為評(píng)價(jià)運(yùn)營(yíng)隧道襯砌現(xiàn)狀的必要手段，是隧道維修、加固的重要前期工作。本文選取了隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)的九個(gè)主要項(xiàng)目，并簡(jiǎn)要闡述九個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)內(nèi)容、檢測(cè)方法及使用設(shè)備情況。
關(guān)鍵詞：隧道襯砌 質(zhì)量 檢測(cè)
完工后或運(yùn)營(yíng)中隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)不僅是控制襯砌混凝土施工質(zhì)量的主要手段，也是評(píng)價(jià)運(yùn)營(yíng)隧道襯砌現(xiàn)狀所必需的，是隧道維修、加固的重要前期工作。隧道襯砌質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的項(xiàng)目繁多，本文結(jié)合作者在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的工作經(jīng)驗(yàn)、隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性和使用功能性要求及檢測(cè)項(xiàng)目操作可行性等若干因素，選取了隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)的九個(gè)項(xiàng)目，作為隧道襯砌質(zhì)量主要檢測(cè)項(xiàng)目，并簡(jiǎn)要闡述九個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)內(nèi)容及檢測(cè)方法。
一、襯砌裂縫的檢測(cè)
襯砌裂縫是最為常見(jiàn)，同時(shí)也是對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全影響較為顯著的病害形式之一。從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況來(lái)看，對(duì)襯砌裂縫的長(zhǎng)度、寬度、類(lèi)型和密度的檢測(cè)操作較為便捷，可通過(guò)目測(cè)和專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備（如裂縫寬度測(cè)量?jī)x）方便地測(cè)取。而對(duì)于裂縫的深度的檢測(cè)，目前的測(cè)試方法主要是用超聲波檢測(cè)法，利用超聲儀可以較為精確地確定混凝土表面的裂縫開(kāi)展深度及開(kāi)展情況。
二、襯砌背后缺陷的檢測(cè)
由于隧道現(xiàn)場(chǎng)施工工藝、施工質(zhì)量以及混凝土收縮等多方面的原因，公路隧道襯砌出現(xiàn)了大量的襯砌背后缺陷現(xiàn)象，襯砌背后缺陷是隧道常見(jiàn)的且對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力影響比較大的質(zhì)量缺陷之一。襯砌背后缺陷主要分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是襯砌背后空洞，另一類(lèi)是襯砌背后回填不密實(shí)。常用的檢測(cè)方法主要有地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)法、沖擊-回波法、超聲波無(wú)損檢測(cè)等。但隨著地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在中國(guó)工程界的應(yīng)用日趨成熟，已成為現(xiàn)場(chǎng)使用很廣泛的設(shè)備，該方法最大的特點(diǎn)是可將檢測(cè)結(jié)果作為模擬斷面進(jìn)行判斷，操作簡(jiǎn)便，是檢測(cè)隧道襯砌質(zhì)量和襯砌背后狀況的一種有效檢測(cè)手段。就現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作情況來(lái)看，通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)，襯砌厚度以及襯砌背后缺陷的高度和縱向長(zhǎng)度可以方便地獲取，而襯砌背后缺陷的環(huán)向范圍的測(cè)取需要在隧道橫斷面上布置環(huán)向測(cè)線(xiàn)，環(huán)向測(cè)線(xiàn)的數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集難度較大，需要有專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，操作時(shí)間很長(zhǎng)。
三、襯砌厚度的檢測(cè)
實(shí)際隧道襯砌厚度不足也是常見(jiàn)的隧道質(zhì)量缺陷。目前，襯砌厚度的檢測(cè)方法有：沖擊-回波法、激光斷面儀法、地質(zhì)雷達(dá)法和直接測(cè)量法等。檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)我們主要采用地質(zhì)雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)可以分別測(cè)出拱頂、拱腰、拱腳及邊墻位置的襯砌厚度，必要時(shí)也可測(cè)出仰拱的厚度，從而檢查初襯和二襯的襯砌厚度是否符合要求以及混凝土襯砌厚度變化情況。
四、襯砌強(qiáng)度的檢測(cè)
由于襯砌施工、養(yǎng)護(hù)以及經(jīng)久劣化等原因，襯砌混凝土的強(qiáng)度可能會(huì)出現(xiàn)降低現(xiàn)象，襯砌強(qiáng)度的降低將直接給襯砌結(jié)構(gòu)的安全帶來(lái)隱患。混凝土的強(qiáng)度測(cè)試方法主要有無(wú)損檢測(cè)法、半破損檢測(cè)法和破損檢測(cè)法，目前在工程界常用的有回彈法、超聲-回彈綜合法、取芯法、回彈結(jié)合取芯法、超聲-回彈綜合法結(jié)合取芯法等方法。隧道襯砌混凝土強(qiáng)度檢測(cè)主要采用回彈法和超聲-回彈綜合法進(jìn)行測(cè)試，對(duì)于個(gè)別區(qū)別采用取芯法進(jìn)行測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)還對(duì)襯砌混凝土的碳化深度進(jìn)行了相應(yīng)的測(cè)試，采用回彈法確定混凝土強(qiáng)度時(shí)應(yīng)該采用碳化深度這一指標(biāo)進(jìn)行修正，從而得出襯砌混凝土的強(qiáng)度推定值。
五、鋼筋銹蝕的檢測(cè)
當(dāng)二氧化碳、氯離子等腐蝕性介質(zhì)侵入襯砌混凝土?xí)r，混凝土的堿性會(huì)產(chǎn)生降低或者混凝土保護(hù)層受拉開(kāi)裂將造成全部或局部的鋼筋表面鈍化現(xiàn)象，鋼筋表面的不同部位會(huì)出現(xiàn)較大的電位差，開(kāi)成陰陽(yáng)兩極，在一定的環(huán)境條件下（如同時(shí)存在氧氣和水）鋼筋就開(kāi)始銹蝕，鋼筋銹蝕后會(huì)在鋼筋表面析出Fe(OH)2, Fe(OH)2失水后生成鐵銹，鐵銹生成會(huì)導(dǎo)致體積增加2-4倍，會(huì)導(dǎo)致混凝土保護(hù)層的破壞，造成混凝土的開(kāi)裂、剝落、使鋼筋截面積減小，可見(jiàn)，鋼筋銹蝕會(huì)對(duì)整個(gè)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性造成較大的影響。目前，在現(xiàn)場(chǎng)隧道檢測(cè)時(shí)一般采用半電池電位法對(duì)鋼筋銹蝕狀況進(jìn)行測(cè)試。該方法認(rèn)為鋼筋在混凝土中的銹蝕是一種電化學(xué)過(guò)程，此時(shí)在鋼筋表面形成陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，在這些具有不同電位的區(qū)域之間，混凝土的內(nèi)部將產(chǎn)生電流，鋼筋和混凝土的電化學(xué)性可以看作室半個(gè)弱電池組，即鋼筋的作用是一個(gè)電極，混凝土是電解質(zhì)，鋼筋表面上某一點(diǎn)的電位可以通過(guò)和銅-硫酸銅參考電極的電位作比較來(lái)確定鋼筋的銹蝕程度。
六、保護(hù)層厚度的檢測(cè)
混凝土保護(hù)層是指混凝土構(gòu)件中，起到保護(hù)鋼筋避免鋼筋直接的那一部分混凝土，從混凝土表面到最外層鋼筋（包括縱向鋼筋、箍筋和分布鋼筋）公稱(chēng)直徑外邊緣之間的最小距離。鋼筋混凝土保護(hù)層在保證結(jié)構(gòu)受力性能、結(jié)構(gòu)安全性和耐久性等方面具有重要作用。而在實(shí)際工程中，由于施工質(zhì)量以及環(huán)境等因素影響，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度普通存在不同程度的質(zhì)量問(wèn)題。隧道鋼筋混凝土襯砌保護(hù)層檢測(cè)一般采用電磁檢測(cè)方法進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，常用的設(shè)備有國(guó)產(chǎn)鋼筋檢測(cè)儀、進(jìn)口鋼筋檢測(cè)儀和結(jié)構(gòu)探測(cè)雷達(dá)。
七、襯砌變位的檢測(cè)
襯砌變位指的是襯砌發(fā)生變形、移動(dòng)和沉降的病害現(xiàn)象，襯砌產(chǎn)生變位不僅對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)自身的安全性有較大影響，而且過(guò)大的變形還可能導(dǎo)致襯砌內(nèi)輪廓侵入建筑限界，給隧道內(nèi)行車(chē)和行人帶來(lái)巨大的安全隱患。對(duì)于襯砌變位來(lái)說(shuō)可以用兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述，一個(gè)是襯砌變位量，也就是襯砌由竣工后的初始位置變位到現(xiàn)階段的位置所產(chǎn)生的變形量，一個(gè)是襯砌的變位速度也就是襯砌變位隨時(shí)間的變化關(guān)系。隧道施工時(shí)，各位置襯砌斷面尺寸與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸或多或少存在差異，如果按照檢測(cè)出的斷面與設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行比較獲取襯砌的變位量并不合理，換句話(huà)說(shuō)，襯砌變位量難以準(zhǔn)確測(cè)出，但有一點(diǎn)我們可以斷定，隧道在建成以后能夠通過(guò)驗(yàn)收，即可認(rèn)為建成的隧道斷面能夠滿(mǎn)足建筑限界的要求，對(duì)于隧道襯砌變位量的評(píng)定，作者建議使用隧道激光斷面儀測(cè)取隧道當(dāng)前斷面的尺寸，并通過(guò)判斷當(dāng)前斷面是否侵入建筑限界來(lái)評(píng)定襯砌變位量狀況?？蓪⒁r砌斷面是否侵界和襯砌變位速度。
八、襯砌起層剝落的檢測(cè)
襯砌起層剝落主要包括襯砌剝落、剝離、鼓包等病害現(xiàn)象，襯砌混凝土的起層剝落會(huì)危及隧道內(nèi)的行車(chē)和行人安全。襯砌起層剝落的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)是目測(cè)法，一類(lèi)是儀器測(cè)法。目測(cè)法主要檢測(cè)襯砌起層剝落的位置，并對(duì)襯砌起層剝落的可能性進(jìn)行判斷。儀器測(cè)法主要采用的工具是錘子和標(biāo)尺，通過(guò)錘擊聲的強(qiáng)度、頻率、音質(zhì)等可判斷有無(wú)剝落的可能，通過(guò)標(biāo)尺的測(cè)量可以分析已發(fā)生掉落區(qū)域的深度和范圍（等效直徑）。
九、滲漏水的檢測(cè)
滲漏水在隧道檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)也是屢見(jiàn)不鮮，是常見(jiàn)的隧道病害之一，“十隧九漏”在隧道養(yǎng)護(hù)人員中廣為流傳，被稱(chēng)為是隧道工程的第一大頑疾。滲漏水的存在給隧道內(nèi)的行車(chē)和行人安全造成威脅，使洞內(nèi)設(shè)施功能下降，并會(huì)對(duì)隧道穩(wěn)定和襯砌結(jié)構(gòu)安全性和耐久性造成巨大影響。在進(jìn)行隧道檢測(cè)工作時(shí)，滲漏水檢測(cè)是一項(xiàng)重要的檢測(cè)內(nèi)容。滲漏水的狀況可以通過(guò)滲漏水位置、滲漏水量、滲漏水壓、滲漏水狀態(tài)、滲漏水渾濁狀況、滲漏水PH值、水質(zhì)化學(xué)成分以及凍害等技術(shù)指標(biāo)來(lái)反映。
滲漏水是導(dǎo)致襯砌材質(zhì)劣化的原因之一，應(yīng)對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，尤其是滲漏水呈現(xiàn)強(qiáng)酸性時(shí)，混凝土有嚴(yán)重劣化的危險(xiǎn)，需要使用pH試紙對(duì)滲漏水的酸堿度進(jìn)行測(cè)試；
在進(jìn)行隧道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)候，主要對(duì)滲漏水狀態(tài)、滲漏水PH值，并對(duì)是否發(fā)生凍害進(jìn)行判斷。
結(jié)束語(yǔ)
本文選取了隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)的九個(gè)主要項(xiàng)目，并簡(jiǎn)要闡述九個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)內(nèi)容、檢測(cè)方法及使用的主要設(shè)備。此九個(gè)項(xiàng)目也可以作為隧道襯砌維修、加固方面的評(píng)價(jià)要素，為隧道襯砌維修、加固提供了科學(xué)的技術(shù)方向。
參考文獻(xiàn)：
公路工程試驗(yàn)檢測(cè)人員考試用書(shū)隧道（第二版）人民交通出版社 陳建勛主編
