隧道仰拱施工質量檢測

隧道是一種穿越地層的結構，在施工期間對原有地層巖體進行擾動，周邊圍巖應力場發(fā)生應力重分布，隧道結構與周邊圍巖組成共同承受壓力的共同體，而仰拱在其中發(fā)揮著十分重要的作用。

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隧道仰拱是為了改善上部結構受力條件而設置在隧道底部的反向拱形結構，主要是將隧道上部底層壓力有效傳到地下，并有效抵抗隧道下部地層傳來的反力，是隧道結構的重要組成部分，能夠有效增加隧道結構穩(wěn)定性。

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但隧道仰拱作為一項隱蔽工程，其施工質量不易控制，如果施工質量低下，不能滿足設計要求，出現(xiàn)仰拱厚度不足、仰拱強度不夠、仰拱底部清理不徹底等問題，在運營過程中隧道就容易出現(xiàn)仰拱上浮、開裂及冒水等仰拱病害，影響隧道結構安全，甚至危及行車安全。因此，加強隧道仰拱施工質量檢測，用科學數(shù)據(jù)把控隧道仰拱質量安全顯得十分必要。

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檢測方法

針對隧道仰拱施工質量的檢測有多種方法，為避免傳統(tǒng)有損檢測方法效率低、破壞結構、偶然性大等缺點，目前工程實踐中多采用具有檢測速度快、不受噪音干擾等優(yōu)點的地質雷達法進行隧道仰拱質量檢測。

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• 地質雷達法

地質雷達法以電磁波反射為原理，通過發(fā)射機把高頻電磁波以寬頻帶短脈沖的形式發(fā)射入地下介質，該脈沖在地下介質中傳播，在地下介質的電特性發(fā)生變化的地方發(fā)生反射，接收機接收相應的反射信號，記錄它并把它顯示在計算機屏幕上。通過連續(xù)的信號采集，在計算機屏幕上形成的地質雷達波形圖或者灰度圖，可以形象直觀地反映出隧道襯砌的信息特征。

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地質雷達圖形中，仰拱的厚度由地質雷達傳播至基巖界面所用的時間和電磁波在混凝土中的傳播速度確定的。由于混凝土中介電常數(shù)變化范圍較大，導致電磁波的傳播速度波動范圍較廣，因此在進行檢測前，應根據(jù)相關規(guī)范要求對襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速做現(xiàn)場標定。

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除了受到儀器本身噪聲的影響外，地質雷達精度還受到天線貼合度、大型機械的干擾等因素的影響，所以在檢測時，應盡量保證檢測天線平穩(wěn)、勻速前進，保持適當?shù)臋z測速度，并隨時記錄好可能對檢測結果造成干擾的物體和位置，以防后期發(fā)生誤判。

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• 瑞雷面波檢測方法

瑞雷面波（R波）指的是一種沿介質與空氣接觸的分界面（即地表面或自由平面）傳播的具有橢圓極化性質的柱狀波，其在地表附近具有低頻、低速、高信噪比以及頻散等特征，對地下介質的橫波速度非常敏感。

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由于瑞雷面波方法對近地表探測方面具有較高的分辨率，隨著對隧道襯砌仰拱檢測精度的要求的提高，近年來瑞雷面波方法逐漸被更多地應用到國內隧道混凝土結構無損檢測當中。瑞雷面波法在隧道仰拱厚度定量檢測上具有較高的準確率，能夠實現(xiàn)隧道混凝土仰拱中物性分界面的準確定位，并且該方法對仰拱結構中的鋼筋不敏感，能夠對仰拱及其混凝土填充層中的不密實填充位置進行高精度成像。

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通過以往人們對瑞雷面波檢測結果與鉆孔驗證結果對比分析，發(fā)現(xiàn)兩者結果一致性較高，從而驗證了此方法的可靠性。由于面波探測深度較淺，為了更好地保證結果的準確性，瑞雷面波法用于隧道仰拱厚度檢測時，應使用可以激發(fā)和接收到高頻信號成分的瑞雷面波震源-檢波器接收系統(tǒng)。

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• 其他檢測方法

隧道仰拱施工質量檢測與評估，除采用地質雷達法以外，還有鉆芯法、聲波法、瞬變電磁法、超聲回彈綜合法、回彈法、瑞雷波法、地震影像法及紅外線探測法等。每種方法都具有其適用范圍和使用條件，有其獨有的特征，比如鉆芯法，雖然為局部點位檢測，代表性與雷達法相比較差，且鉆機移動緩慢, 效率不高，但其具有測試結果誤差小、直觀、檢測結果可靠等顯著優(yōu)勢。鉆芯法不僅能真實反映仰拱混凝土厚度和回填情況，還可以利用所鉆取的芯樣進一步檢測仰拱混凝土的強度以及對隧道底部圍巖情況進行檢測。

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注意事項

在實際檢測當中，不應只局限于某一種檢測方法，而應根據(jù)具體檢測需求選擇一種或幾種較為適宜的檢測方法，以保證檢測結果的準確性和檢測效率，如：當需要檢測仰拱厚度和強度時，可采用傳統(tǒng)地質鉆機進行鉆芯檢測；當需要檢測仰拱鋼筋和鋼架情況時，則可選用地質雷達法進行檢測。同時，由于仰拱本身是鋼筋混凝土結構，鋼筋的存在會對雷達波的成像質量造成一定的影響，在對地質雷達法等檢測結果和數(shù)據(jù)進行分析時要充分考慮此方面因素對結果的影響。