浅谈完工后或运营中隧道衬砌质量检测.doc

1、浅谈完工后或运营中隧道衬砌质量检测摘要：隧道衬砌质量检测作为评价运营隧道衬砌现状的必要手段，是隧道维修、加固的重要前期工作。本文选取了隧道衬砌质量检测的九个主要项目，并简要阐述九个检测项目的检测内容、检测方法及使用设备情况。 关键词：隧道衬砌 质量 检测 中图分类号： U45 文献标识码： A 完工后或运营中隧道衬砌质量检测不仅是控制衬砌混凝土施工质量的主要手段，也是评价运营隧道衬砌现状所必需的，是隧道维修、加固的重要前期工作。隧道衬砌质量现场检测的项目繁多，本文结合作者在现场检测的工作经验、隧道衬砌结构的安全性和使用功能性要求及检测项目操作可行性等若干因素，选取了隧道衬砌质量检测的九个项目，

2、作为隧道衬砌质量主要检测项目，并简要阐述九个检测项目的检测内容及检测方法。 一、衬砌裂缝的检测 衬砌裂缝是最为常见，同时也是对隧道衬砌结构安全影响较为显著的病害形式之一。从现场检测情况来看，对衬砌裂缝的长度、宽度、类型和密度的检测操作较为便捷，可通过目测和专用测试设备（如裂缝宽度测量仪）方便地测取。而对于裂缝的深度的检测，目前的测试方法主要是用超声波检测法，利用超声仪可以较为精确地确定混凝土表面的裂缝开展深度及开展情况。 二、衬砌背后缺陷的检测 由于隧道现场施工工艺、施工质量以及混凝土收缩等多方面的原因，公路隧道衬砌出现了大量的衬砌背后缺陷现象，衬砌背后缺陷是隧道常见的且对隧道衬砌结构受力影响

3、比较大的质量缺陷之一。衬砌背后缺陷主要分为两大类，一类是衬砌背后空洞，另一类是衬砌背后回填不密实。常用的检测方法主要有地质雷达无损检测法、冲击-回波法、超声波无损检测等。但随着地质雷达技术在中国工程界的应用日趋成熟，已成为现场使用很广泛的设备，该方法最大的特点是可将检测结果作为模拟断面进行判断，操作简便，是检测隧道衬砌质量和衬砌背后状况的一种有效检测手段。就现场检测工作情况来看，通过地质雷达无损检测，衬砌厚度以及衬砌背后缺陷的高度和纵向长度可以方便地获取，而衬砌背后缺陷的环向范围的测取需要在隧道横断面上布置环向测线，环向测线的数据现场采集难度较大，需要有专门的设备，操作时间很长。 三、衬砌厚度

4、的检测 实际隧道衬砌厚度不足也是常见的隧道质量缺陷。目前，衬砌厚度的检测方法有：冲击-回波法、激光断面仪法、地质雷达法和直接测量法等。检测现场我们主要采用地质雷达无损检测。地质雷达可以分别测出拱顶、拱腰、拱脚及边墙位置的衬砌厚度，必要时也可测出仰拱的厚度，从而检查初衬和二衬的衬砌厚度是否符合要求以及混凝土衬砌厚度变化情况。 四、衬砌强度的检测 由于衬砌施工、养护以及经久劣化等原因，衬砌混凝土的强度可能会出现降低现象，衬砌强度的降低将直接给衬砌结构的安全带来隐患。混凝土的强度测试方法主要有无损检测法、半破损检测法和破损检测法，目前在工程界常用的有回弹法、超声-回弹综合法、取芯法、回弹结合取芯法、

5、超声-回弹综合法结合取芯法等方法。隧道衬砌混凝土强度检测主要采用回弹法和超声-回弹综合法进行测试，对于个别区别采用取芯法进行测试。现场还对衬砌混凝土的碳化深度进行了相应的测试，采用回弹法确定混凝土强度时应该采用碳化深度这一指标进行修正，从而得出衬砌混凝土的强度推定值。 五、钢筋锈蚀的检测 当二氧化碳、氯离子等腐蚀性介质侵入衬砌混凝土时，混凝土的碱性会产生降低或者混凝土保护层受拉开裂将造成全部或局部的钢筋表面钝化现象，钢筋表面的不同部位会出现较大的电位差，开成阴阳两极，在一定的环境条件下（如同时存在氧气和水）钢筋就开始锈蚀，钢筋锈蚀后会在钢筋表面析出 Fe(OH)2, Fe(OH)2 失水后生成

6、铁锈，铁锈生成会导致体积增加 2-4 倍，会导致混凝土保护层的破坏，造成混凝土的开裂、剥落、使钢筋截面积减小，可见，钢筋锈蚀会对整个隧道衬砌结构的安全性造成较大的影响。目前，在现场隧道检测时一般采用半电池电位法对钢筋锈蚀状况进行测试。该方法认为钢筋在混凝土中的锈蚀是一种电化学过程，此时在钢筋表面形成阳极区和阴极区，在这些具有不同电位的区域之间，混凝土的内部将产生电流，钢筋和混凝土的电化学性可以看作室半个弱电池组，即钢筋的作用是一个电极，混凝土是电解质，钢筋表面上某一点的电位可以通过和铜-硫酸铜参考电极的电位作比较来确定钢筋的锈蚀程度。 六、保护层厚度的检测 混凝土保护层是指混凝土构件中，起到保

7、护钢筋避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土，从混凝土表面到最外层钢筋（包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋）公称直径外边缘之间的最小距离。钢筋混凝土保护层在保证结构受力性能、结构安全性和耐久性等方面具有重要作用。而在实际工程中，由于施工质量以及环境等因素影响，钢筋混凝土保护层厚度普通存在不同程度的质量问题。隧道钢筋混凝土衬砌保护层检测一般采用电磁检测方法进行无损检测，常用的设备有国产钢筋检测仪、进口钢筋检测仪和结构探测雷达。 七、衬砌变位的检测 衬砌变位指的是衬砌发生变形、移动和沉降的病害现象，衬砌产生变位不仅对衬砌结构自身的安全性有较大影响，而且过大的变形还可能导致衬砌内轮廓侵入建筑限界，给隧道内行车和

8、行人带来巨大的安全隐患。对于衬砌变位来说可以用两个参数来描述，一个是衬砌变位量，也就是衬砌由竣工后的初始位置变位到现阶段的位置所产生的变形量，一个是衬砌的变位速度也就是衬砌变位随时间的变化关系。隧道施工时，各位置衬砌断面尺寸与设计的标准断面尺寸或多或少存在差异，如果按照检测出的断面与设计断面进行比较获取衬砌的变位量并不合理，换句话说，衬砌变位量难以准确测出，但有一点我们可以断定，隧道在建成以后能够通过验收，即可认为建成的隧道断面能够满足建筑限界的要求，对于隧道衬砌变位量的评定，作者建议使用隧道激光断面仪测取隧道当前断面的尺寸，并通过判断当前断面是否侵入建筑限界来评定衬砌变位量状况。可将衬砌断面

9、是否侵界和衬砌变位速度。 八、衬砌起层剥落的检测 衬砌起层剥落主要包括衬砌剥落、剥离、鼓包等病害现象，衬砌混凝土的起层剥落会危及隧道内的行车和行人安全。衬砌起层剥落的现场检测主要有两大类，一类是目测法，一类是仪器测法。目测法主要检测衬砌起层剥落的位置，并对衬砌起层剥落的可能性进行判断。仪器测法主要采用的工具是锤子和标尺，通过锤击声的强度、频率、音质等可判断有无剥落的可能，通过标尺的测量可以分析已发生掉落区域的深度和范围（等效直径） 。 九、渗漏水的检测 渗漏水在隧道检测现场也是屡见不鲜，是常见的隧道病害之一， “十隧九漏”在隧道养护人员中广为流传，被称为是隧道工程的第一大顽疾。渗漏水的存在给隧

10、道内的行车和行人安全造成威胁，使洞内设施功能下降，并会对隧道稳定和衬砌结构安全性和耐久性造成巨大影响。在进行隧道检测工作时，渗漏水检测是一项重要的检测内容。渗漏水的状况可以通过渗漏水位置、渗漏水量、渗漏水压、渗漏水状态、渗漏水浑浊状况、渗漏水 PH 值、水质化学成分以及冻害等技术指标来反映。 渗漏水是导致衬砌材质劣化的原因之一，应对其水质进行检测，尤其是渗漏水呈现强酸性时，混凝土有严重劣化的危险，需要使用 pH 试纸对渗漏水的酸碱度进行测试； 在进行隧道现场检测时候，主要对渗漏水状态、渗漏水 PH 值，并对是否发生冻害进行判断。 结束语 本文选取了隧道衬砌质量检测的九个主要项目，并简要阐述九个检测项目的检测内容、检测方法及使用的主要设备。此九个项目也可以作为隧道衬砌维修、加固方面的评价要素，为隧道衬砌维修、加固提供了科学的技术方向。 参考文献： 公路工程试验检测人员考试用书隧道（第二版）人民交通出版社 陈建勋主编