1.1   目的

根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》JTG F80/1-2004對施工質(zhì)量的相關(guān)要求及《公路工程竣(交)工驗收辦法實施細則》2010年03月05日的相關(guān)規(guī)定，通過對隧道施工過程中的質(zhì)量檢測，達到以下目的：

（1）保證隧道初期支護和二次襯砌的施工質(zhì)量；

（2）加強對施工質(zhì)量的過程控制；

（3）把施工過程中存在的質(zhì)量缺陷，經(jīng)過相應(yīng)的工程處治后消除隱患，從而保證施工及運營期間的安全；

（4）滿足叫竣工驗收的要求。

1.2   檢測依據(jù)

（1）《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)；

（2）《公路工程竣(交)工驗收辦法實施細則》2010年03月05日；

（3）《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T152-2008）；

（4）國家及交通部頒其他相關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等。

2      檢測內(nèi)容及頻率

根據(jù)《公路工程竣（交）工驗收辦法》（交通部令2004年第3號）、《關(guān)于印發(fā)公路工程竣（交）工驗收辦法實施細則的通知》（交公路發(fā)【2010】65號）及《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2004）等規(guī)定的內(nèi)容對隧道工程進行實體檢測，內(nèi)容及頻率如表3-1-1所示。

1      質(zhì)量檢測工作的方法、原理及措施

4.1超挖及欠挖

開挖是控制隧道施工工期和造價的關(guān)鍵工序。超挖過多，不僅會因出渣量和襯砌量增多而提高工程造價，而且會因局部超挖而產(chǎn)生應(yīng)力集中問題，影響圍巖穩(wěn)定性；而欠挖則直接影響到襯砌厚度，對工程質(zhì)量和安全產(chǎn)生隱患，處理起來費時、費力、費物。因此必須保證開挖質(zhì)量，為圍巖的穩(wěn)定和安全支護創(chuàng)造良好條件。

4.1.1原理

斷面儀法精度高、速度快、效率高，應(yīng)首先選用。其原理如下：激光斷面儀法的測量原理為極坐標法。如圖3.3.1所示，以某物理方向（如水平方向）為起算方向，按一定間距（角度或距離）依次測定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實際開挖輪廓線交點之間的矢徑（距離）及該矢徑與水平方向的夾角，將這些矢徑端點依次相連即可獲得實際開挖的輪廓線。通過洞內(nèi)的施工控制導(dǎo)線可以獲得斷面儀的定點定向數(shù)據(jù)，在計算軟件的幫助下，自動完成實際開挖輪廓線與設(shè)計開挖輪廓線的空間三維匹配，最后形成如圖3.3.2所示的輸出圖形，并可輸出各測點與相應(yīng)設(shè)計開挖輪廓線之間的超欠挖值（距離、面積）。

4.1.2 基本要求及頻率

根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)，隧道開挖斷面尺寸要符合設(shè)計要求；嚴格控制欠挖。拱腳、墻腳以上1m范圍內(nèi)嚴禁欠挖。當石質(zhì)堅硬完整且?guī)r石抗壓強度大于30MPa，并確認不影響襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強度時，允許巖石個別凸出部分（每1m²內(nèi)不大于0.1m²）侵入斷面，但其隆起量不得大于50mm；應(yīng)盡量減少超挖。不同圍巖地質(zhì)條件下的允許超挖值規(guī)定如表3-3-1所示；隧道開挖輪廓線應(yīng)按設(shè)計要求預(yù)留變形量，預(yù)留變形量大小宜根據(jù)監(jiān)控量測信息進行調(diào)整。

備注：①、超欠挖的測量以爆破設(shè)計開挖線為準；

      ②、硬巖是指巖石抗壓極限強度R_b﹥60MPa，中硬巖R_b=30～60MPa，軟巖R_b＜30MPa。

      ③、平均線性超挖值=超挖面積/爆破設(shè)計開挖斷面周長（不包括隧底）

      ④、最大線性超挖值是指最大超挖處至設(shè)計開挖輪廓切線的垂直距離。

      ⑤、表列數(shù)值不包括測量貫通誤差、施工誤差。

      ⑥、炮孔深度大于3m時，允許超挖值可根據(jù)實際情況另行確定。

（3）測量方法

 激光斷面儀需全站儀配合，其使用步驟如下:

①、用全站儀通過洞內(nèi)的施工控制導(dǎo)線獲得斷面儀的定點定向數(shù)據(jù)。

②、將斷面儀架設(shè)在中心軸線上，對中整平后定向。

③、設(shè)置測量參數(shù)、測定斷面數(shù)據(jù)

④、通過專用軟件分析所測斷面超欠挖情況。

4.2雷達對襯砌質(zhì)量的檢測

地質(zhì)雷達作為一種新型的物探方法，是采用高頻電磁波（中心頻率可從幾十兆赫至千兆赫）以寬頻帶短脈沖（脈沖寬度小至1～2ns）和高速采樣技術(shù)（采樣間隔可達小于1ns）?？捎糜跈z測：隧道初期支護厚度、鋼支撐間距、初期支護背后空隙及回填狀況、隧道二次襯砌厚度及安全狀況描述、二次襯砌背后空隙及回填狀況、襯砌背后及圍巖的裂隙水分布。

4.2.1原理

在工程質(zhì)量檢測中，由發(fā)射天線向受檢測體內(nèi)發(fā)射高頻電磁波，當高頻電磁波達到受檢測體內(nèi)兩種不同介質(zhì)的分界面（如：襯砌界面、空洞、不密實帶等）時，由于兩種介質(zhì)的介電常數(shù)不同而使電磁波發(fā)生反射、折射和透射，入射波、反射波和折射波的傳播遵循反射定律和折射定律，反射波返回受檢測體的表面由接收天線所接收，形成雷達圖像信息。

雷達圖像包含的地質(zhì)信息豐富，根據(jù)雷達圖像特征對異常（如：襯砌界面、空洞、裂縫、不密實帶、鋼筋與格柵鋼架等）進行定性判識，再根據(jù)公式（1）可對異常作定量解釋。

h=0.5vt……………………(1)

式中：v 為電磁波在介質(zhì)中的傳播速度，t 為電磁波從受檢測體表面?zhèn)鞑ブ廉惓：蠓瓷浠乇砻娴碾p程時間，h 為異常深度。如圖3.3.3所示。

由于地質(zhì)雷達方法在其探測深度范圍內(nèi)具有工作效率高、高分辨率和異常圖像直觀等優(yōu)點，因此，該方法廣泛應(yīng)用于工程質(zhì)量檢測領(lǐng)域。

對地質(zhì)雷達原始數(shù)據(jù)進行處理。其處理流程為：數(shù)據(jù)傳輸→文件編輯→水平均衡→數(shù)字濾波→零點歸位→偏移處理→能量均衡→時深轉(zhuǎn)換→文件注釋→輸出雷達時間（或深度）剖面圖。將雷達時間（或深度）剖面圖作為資料解釋的基本圖件。

根據(jù)雷達時間（或深度）剖面圖上的波組、能量強弱分布和雙曲線等特征，解釋**混凝土厚度、混凝土襯砌厚度和判識空洞、鋼支撐位置及數(shù)量、拱頂及側(cè)壁后空洞、不密實帶等異常的存在位置和規(guī)模等。

4.2.2測線設(shè)置及天線配置

隧道施工病害出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)多數(shù)在隧道上拱部。在通常情況下對結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷檢測重點放在上拱部，對邊墻及仰拱的檢測主要側(cè)重于施工質(zhì)量整體性評估。因此要根據(jù)隧道質(zhì)量控制的重點針對性的布置測線。

測線沿隧道上、下行線各布置7條測線。測線a、b、c、d、e、f、g（當隧道跨幅較大時，增加h、i測線）以隧道拱頂為中心，測線間距約為2m，可以保證2m²以上的缺陷不被漏檢，初期支護采用500～800MHz屏蔽天線進行檢測，800MHz天線控制測深1～2m，以檢測隧道襯砌結(jié)構(gòu)可能存在的缺陷隱患及規(guī)模狀況；500MHz天線控制測深2～6m，對圍巖條件較差區(qū)段的地質(zhì)病害隱患進行探測，特別是對于連拱隧道中墻上方回填部分的檢測剖面，要適當調(diào)整檢測參數(shù)，以達到監(jiān)控回填密實狀況的要求；在檢測中，將隨時根據(jù)實際情況適當增加測線密度以控制異常位置，確保檢測精度和準確性；同時為控制隧道仰拱初期支護施工質(zhì)量，根據(jù)需要布置2～3條測線。初期支護雷達檢測測線布置如圖3.3.4所示。

二次襯砌混凝土厚度一般30-60cm，檢測時應(yīng)采用低頻天線以保證測量深度。檢測時采用500Mhz屏蔽天線，測線沿隧道上、下行線各布置5～11條。測線A、B、C、D、E、F、G（當隧道跨幅度較大時增加H、I）以隧道拱頂為中心，測線間距2m，L、R測線位移側(cè)邊墻中部。在檢測中，根據(jù)檢測情況適當增加測線密度控制異常位置，以確保檢測精度和準確性。測線布置如圖3.3.5所示。

4.2.3 波速標定及檢測流程

檢測前，應(yīng)在每座隧道初支、二襯已知厚度的部位（一般在洞口地段）或與隧道襯砌材料相同的其它預(yù)制件上進行測定。然后根據(jù)雷達圖像分層情況，襯砌與圍巖（空氣）的界面，確定襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波波速，使確定的介電常數(shù)帶入后的處理結(jié)果與現(xiàn)場實際測量的厚度結(jié)果相吻合。一般情況下，施工方的原材料都有固定的供應(yīng)源，施工配合比也相對固定，若施工過程中施工原料、配合比有變動，需重新標定有關(guān)參數(shù)，然后再進行批量檢測，以確保檢測的準確性。檢測流程如圖3.3.6所示。

4.2.4檢測頻率

按照規(guī)定的測線，檢測隧道每延米內(nèi)的**混凝土厚度、混凝土襯砌厚度、鋼支撐位置及數(shù)量、拱頂及側(cè)壁后空洞。根據(jù)施工進度初期支護在二次襯砌澆筑前完成所有檢測內(nèi)容。

4.2.5 雷達數(shù)據(jù)采集保障措施

①天線穿透深度大于2、縱向分辨率為20mm的不同中心頻率的天線組成

②檢測初支、二襯前需進行混凝土介電常數(shù)或電磁波速進行標定，當混凝土情況不同時，需進行重新標定。

③測量時窗和采樣頻率應(yīng)根據(jù)襯砌材料的相對介電常數(shù)、電磁波速度和檢測深度要求確定。

④數(shù)據(jù)采集應(yīng)連續(xù)，不能連續(xù)的地段可采用點測。

⑤采用距離觸發(fā)方式采集信號時，采集數(shù)據(jù)時確保測距輪保持同步旋轉(zhuǎn)。

⑥數(shù)據(jù)采集時，確保雷達天線緊密貼在所檢襯砌的表面。

4.3超聲回彈對二襯強度的檢測

4.3.1 原理

凝土聲速（v）一般在4000-5000km/s之間變化?；炷翉姸龋?/SPAN>f）與聲速（v）之間有較好的相關(guān)性。混凝土強度越高，其聲速也越快。當知道f-v之間的關(guān)系曲線后，測出結(jié)構(gòu)物混凝土的聲速就可以推算結(jié)構(gòu)物混凝土的強度。

4.3.2檢測方法

采用ZC3-A型中型回彈儀測量檢測區(qū)域的回彈值，聲速值采用NM-4A非金屬超聲檢測分析儀測得。具體步驟如下：

①測區(qū)布置：按單個構(gòu)件檢測時，應(yīng)在構(gòu)件上均勻布置測區(qū)，每個構(gòu)件上的測區(qū)數(shù)不應(yīng)少于10個。對同批構(gòu)件按批抽樣檢測時，構(gòu)件抽樣數(shù)應(yīng)不少于同批構(gòu)件的30%，且不少于10件，每個構(gòu)件測區(qū)數(shù)不應(yīng)少于10個。在構(gòu)件上將每個測區(qū)標出。

②用回彈儀進行回彈檢測。

③標出3個測點，并涂上黃油或凡士林等耦合劑。

④將換能器壓在測點上，并按壓均勻。

⑤使用超聲儀接受波形。

⑥丈量結(jié)構(gòu)測距，用卷尺或混凝土測厚儀進行測量。

⑦依據(jù)規(guī)程推算結(jié)構(gòu)物強度