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钢筋网的密度不同，喷射混凝土中雷达的传播波速有一定的变化范围，因此，现场实测雷达波在衬砌中的走行速度是重要的数据参数。

测波速的方法是：在已知隧道衬砌支护厚度处实际丈量衬砌厚度D，再作雷达短测线测取衬砌底面雷达反射波走时△t，反算出V与ε。

V=2D/△t ε=(C0/V)2式中：V 为实测的雷达波速；D 为衬砌实际厚度；Δt为实测反射时；C0 为在空气中的雷达波速—30cm/ns；ε为实测介电常数值⑤检测数据分析与结论提交为获得雷达探测的结果，需要对雷达记录进行处理与判读，判读是理论与实践相结合的综合分析，它是资料解释的基础。

数据分析的基本步骤为：首先通过FFT 变换分析，然后采用数字滤波、反滤波、偏移等处理手段压制随机的和规则的干扰波，突出有用的信息。

根据处理后的雷达图象，通过对检测波形的时间剖面、波形及振幅的变化规律的对比分析，对壁后空洞及混凝土密实情况、壁后回填情况进行综合评判。

图4 数据处理流程图在进行数据处理时应注意以下几点：A:分析反射波的振幅与方向；B:分析反射波的频谱特性；C:分析反射波同相轴形态特征，确认那些属同相轴；D:根据反射波的高、低频率特征，追踪同相轴和分界点，确认不同介质的分解面；E:根据空洞的波形特征确认衬砌支护背后是否存在空洞；F:根据波形的杂乱、同相轴错断情况，确认是否属于不密实；最后，检测人员根据地质雷达的检测结果，结合隧道施工工艺及相应的验收评定标准，实事求是地提交检测结果报告。

2.2、建筑侵限检测2.2.1、检测内容隧道横断面内轮廓变形情况。

2.2.2、使用检测设备及仪器全站仪、激光断面检测仪等。

2.2.3、断面布置衬砌断面轮廓检测按每隔50m一个断面进行布置。

2.2.4、仪器设备(1)仪器用途概述选用北京光电技术研究所生产的BJSD-2C型激光限界检测仪（隧道断面仪），本仪器主要用于对隧道断面的快速精确检测，特别在施工监测，竣工验收，质量控制等工作中能快速获得隧道断面数据。

并可以用于对护坡挡土墙的验收检验，也可用于对山坡地形的快速扫描并通过与路基设计图的比对，计算出土石方量。

以便于准确进行承包，发包的土石路基工程操作。

本仪器采用了专门设计的高精度的角度编码器和测距仪。

使得仪器的基本性能有可靠保证。

本仪器在现场无须使用笔记本计算机，即可记录至少一百组断面数据。

操作者可以在回到办公室后，输入到计算机中去，并在专为本仪器所开发的软件上进行数据处理、绘图及报告等操作。

同时也可以做到在检测时同时与计算机连接,做到边检测边显示检测断面，从而可以立刻显示数据和图形。

图5 BJSD-2C型激光限界检测仪(2)主要技术指标检测半径：0.2–45米检测时间：自动检测约为1～2分钟一个断面充电使用时间：一次充电不超过5小时即可连续使用6小时检测精度：±1毫米自动、定点检测时方位角范围：60～300度或30～330度手动测头时方位角转动范围为；30度–330度定位测量方式：具有自动测量仪高、垂直向下激光定心功能每次纪录断面数：不少于100个断面（50个点一组测量断面）(3)使用条件温度范围：- 10℃~ + 45℃湿度条件：≤85%粉尘程度：基本清洁条件下使用、粉尘烟雾及水雾条件下亦可使用但须随时清洁。

(4)仪器的组成及特点仪器由以下部分组成:检测主机、测量控制器、三脚架、软件、外接电源盒等部分组成仪器的特点如下:(a)现场检测只需三脚架和主机即可，携带及操作方便。

(b)符合现场使用条件，具有防潮、抗烟尘、电池供电等特点。

(c)检测精度高，速度快，检测一个断面仅须1～2分钟。

(d)测量数据自动记录，存储空间大。

(e)无须交流供电，使用充电电池供电，携带方便。

(f)软件功能强大，操作简便，全中文界面，全面支持Win9X、WinXP、Win2000等操作系统。

2.2.5、测量方式本仪器的测量方式分以下几种:(1)手动检测方法：在手动检测方式中，可由操作者控制移动检测指示光斑随意进行测量和记录。

(2) 定点检测法：可设置起止角度及测量点数等参数，仪器将按照所定参数自动测量并记录。

(3)自动测量法:仪器依照内部设定的间隔,自动检测并记录数据。

2.2.6、仪器测量及其数据处理利用水准仪和经纬仪或者全站仪把隧道洞内基准点引到需要测量的断面，该断面相对基点确定以后，对激光断面仪进行设置，分别选用上述三种方式对该断面进行测量，得到断面数据，利用计算机，并在专为本仪器所开发的软件上进行数据处理、绘图及报告等操作。