隧道病害专项检测方案

高速公路隧道定期检测方案

目录

1、隧道定期检测的必要性 (1)

2、检查内容 (1)

2.1、地质雷达探测 (1)

2.2、建筑侵限检测 (6)

2.3、隧道结构外观质量检查 (8)

2.4、衬砌混凝土表面强度检查 (9)

2.5、衬砌钢筋锈蚀检测 (10)

2.6、钻孔取芯检测 (10)

3、其它注意事项 (11)

4、投入人员情况 (12)

5、投入设备情况 (12)

6、价格概算清单 (13)

贵州高速公路隧道定期检测方案

1、隧道定期检测的必要性

近十余年，随着我国公路交通建设的大发展，我国新建了大量的隧道投入运营使用。隧道是一个特殊的工程结构物，其自身结构和周围地质环境相互作用的特点决定了其受力的复杂性，因此，隧道养护比一般路桥工程养护要求高，技术较为复杂，具有一定的特殊性，需要进行专门的科学养护和管理，才能保证隧道的安全运营。

根据我国对运营近十年公路隧道的调查显示，已建隧道普遍存在不同程度的衬砌裂缝、变形以及渗漏水等病害，对隧道的健康状况进行全面定期检测与养护势在必行。通过定期检测，应系统掌握隧道结构的基本技术状况，合理评定隧道的功能状态，为下一步的养护提供依据。

为系统掌握隧道的健康状况，调查清楚隧道存在的病害情况与隐患，为后期的养护治理提供有力依据，根据我单位检测的工程经验和《公路隧道养护技术规范》（JTGH12-2003）的要求，制定该检查方案。

2、检查内容

2.1、地质雷达探测

2.1.1探测范围

检测时在各检测隧道段的拱顶、拱腰以及边墙3个部位分别布置检测剖面，共5条测线，拱顶为各隧道的正顶部附近、拱腰为隧道的起拱线以上1m左右，边墙为隧道的排水沟盖板以上2m左右，如图1所示。

拱顶测线

拱腰测线拱腰测线

图1 地质雷达测线布置图

2.1.2探测内容

(1)、二衬厚度、混凝土密实度情况；

(2)、钢支撑的位置、间距、深度等布置情况；

(3)、衬砌背后空洞大小及分布情况；

(4)、衬砌背后赋含水分布情况。

2.1.3探测要求

(1)、探测深度：衬砌外表面向围岩深处1.0m内。

(2)、钢支撑：检查是否按设计要求布置。

(3)、拱背空洞：检测空洞提供起止桩号、深度和充填情况。

(4)、衬砌混凝土：检查衬砌混凝土厚度和密实情况。

(5)、拱背含水：检查围岩渗流水或地下水对衬砌的侵害。

2.1.4、检测仪器与检测原理

检测采用了美国地球物理探测设备公司(GSSI)生产的SIR-3000型地质雷达。由于衬砌围岩之间存在着物性差异;缺陷部位混凝土被水或空气充填时，与密实的混凝土的物性也有明显差异。因此，可以采用地质雷达法对隧道的支护和衬砌混凝土质量进行检测。

图2 SIR3000型地质雷达

检测原理：探地雷达是通过天线将脉冲雷达波发射入被测物体，由接收天线接收不同物理性质物体的界面反射的雷达波，据此进行探查。

实测时将探地雷达的发射和接收天线密贴于衬砌表面，雷达波通过天线进入混凝

土衬砌中，遇到钢筋、钢质拱架、材质有差别的混凝土、混凝土中间的不连续面、混凝土与空气分界面、混凝土与岩石分界面、岩石中的裂面等产生反射，接收天线接收到反射波，测出反射波的入射、反射双向走时，就可计算出反射波走过的路程长度，从而求出天线距反射面的距离D。

D=V·△t/2

式中：D 为天线到反射面的距离；V 为雷达波的行走速度；Δt为雷达波从发射至接收到反射波的走时，用ns (纳秒，1 ns=10-9秒)计；可以用几何光学的概念来看待直线传播的雷达波的透射和反射。

V=C0/ε1/2

其中：C0 为雷达波在空气中的传播速度─30cm/ns；ε为介电常数，由波所通过

的物质决定。即物体中的雷达波速由其介电常数决定。如空气的ε

空气=1，水的ε

水

=81，

混凝土的ε在4～6之间。实际上，雷达波之所以会在物体界面产生反射，是因为界面两侧物质介电常数不同。

图3 雷达探测原理示意图

雷达天线可沿所测测线连续滑动，所测的每个测点的时间曲线可以汇成时间剖面图像。从一个测点的反射波时间曲线上去判别哪一个波反映什么是困难的，但多个测点资料汇成的时间剖面，各测点接收到的同一反射面的反射波汇成一定图像，就能直观地反映出各种不同的反射面。例如，一个与测量平面近于平行的反射面，如衬砌的外缘面，在时间剖面上就是与时间0基线近于平行的线；衬砌与岩体交界面的起伏（反映了衬砌厚薄变化）表现为有起伏的图像；钢质拱架的反射图像可能是一双曲线，在彩色或黑白灰度的图上也可能呈现一个个圆点；突入衬砌中的小块岩石、衬砌背后的

空洞、两层衬砌间的空隙则多呈双曲线图像。根据这些图像即可辩别不同的物体。时间剖面图像是探地雷达成果的基本图件，其横座标为测点位置，纵座标为雷达波反射时。可以用黑白波型图像（波形图变面积黑白显示）、黑白灰度显示、彩色色块显示等形式。

2.1.5、检测方法

①测线布置

测线布置如图1所示，在隧道走向上，连续检测5m打一次测量标记。

②仪器设备的参数选择

雷达是通过天线发射和接受雷达波的。频率高的天线发射雷达波主频高、分辨率高，但穿透深度小；频率低的天线发射雷达波主频低、分辨率低，但是穿透深度大。若选用600MHz天线作为工作天线，它的波长约为20cm左右，检测30～50cm厚的衬砌背后的空洞和深1～2m的坍方有足够的分辨率；采样最大时窗若为40ns，可探测1.5～2m深。但为探查坍深达5m以上的坍体情况，就要选择低频的天线，例如200MHz的天线。其发射和接收的波长约4～5m,分辨率较低，但采样时窗可设定在200ns以上，可探深7～8米。具体使用时可根据初期支护的情况和二次衬砌的厚度选用600MHz或900MHz的天线。

③现场数据采集

雷达检测时，需将发射和接收天线与隧道衬砌表面密贴，沿测线滑动，由雷达仪主机高速发射雷达脉冲，进行快速连续采集。为此，需使用工作台架，便于将天线举起密贴衬砌。天线沿测线以1～3km/h 左右的速度滑动。为此，利用装载机或反铲挖掘机搭设工作平台。若雷达每秒发射20个脉冲，检测时天线的行走速度为0.56m/s （2km/h），则每米有测点35个，点距约3cm；

雷达时间剖面上各测点的位置要和隧道里程相联系。为保证点位的准确，在隧道壁上每5m作一标志，标上里程。当天线对齐某一标记时，由找点人员通报雷达仪器操作员，操作员立即向仪器输入信号，在雷达记录中每5～10m作一标记。内业整理资料时，根据标记和记录的首、末标及工作中间核查的里程，在雷达的时间剖面图上标明里程。

④雷达波速的测取

雷达波速是计算衬砌的最重要参数。因隧道衬砌的施工及用料情况以及钢拱架和