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橋梁定期檢測(cè)報(bào)告有效期

更新時(shí)間：2021-04-10 17:51

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1、引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的進(jìn)展，公路、鐵路隧道的大量修建是形勢(shì)發(fā)展的需要，且隧道逐漸向深埋、長(zhǎng)大方向發(fā)展。較之以前的淺埋短隧道，深埋長(zhǎng)隧道可能遇到的工程地質(zhì)問(wèn)題及地質(zhì)災(zāi)害會(huì)更多、更嚴(yán)重。在施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因遇到斷層、暗河、破碎帶、等不良地質(zhì)體而導(dǎo)致塌方、泥石流、涌水、巖爆等地質(zhì)災(zāi)害。這些災(zāi)害的出現(xiàn),往往會(huì)影響施工進(jìn)度,造成人員傷亡,給施工單位、國(guó)家和人民帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是隧道地質(zhì)工作調(diào)查的一個(gè)重要部分。隧道地質(zhì)調(diào)查工作（尤其是長(zhǎng)大山嶺隧道與水下隧道）與其他工程的地質(zhì)工作有一個(gè)很大的不同之點(diǎn)，就是其他工程（例如路基橋基等工程）絕大部分地質(zhì)工作都是在勘測(cè)階段完成，在施工過(guò)程中只進(jìn)行少量的補(bǔ)充修正。而隧道工程的地質(zhì)工作，在勘測(cè)階段往往只能完成一部分，只能起到定性的或局部定量的評(píng)價(jià)，還有很大一部分地質(zhì)工作，必須在隧道施工過(guò)程中，在隧道坑道進(jìn)行勘探及量測(cè)，以便修正補(bǔ)充精密調(diào)查與施工中地質(zhì)情況不符的地方，據(jù)此變更設(shè)計(jì)、改變施工方法及施工管理等。由此可見(jiàn),超前預(yù)報(bào)工作在隧道工程中的地位和作用都是十分重要的。
2、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)現(xiàn)狀
隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的內(nèi)容主要包括地下水、地層巖性、斷層、破碎帶、節(jié)理、巖體類(lèi)別等。重點(diǎn)是預(yù)報(bào)破碎帶、地下水狀況及斷層的位置及其可能對(duì)施工造成的影響。目前超前地質(zhì)預(yù)報(bào)使用到的方法技術(shù)主要包括以下幾種：TSP法、探地雷達(dá)法、工程地質(zhì)調(diào)查與推斷、水平鉆探等，另外還有一些不常用到的方法技術(shù)如：水平聲波剖面法、紅外探水法及陸地聲納法等。
TSP法作為一種長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法已發(fā)展成為國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的預(yù)報(bào)方法。它主要是采用回聲測(cè)量原理，具有其他方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣、預(yù)報(bào)距離長(zhǎng)、與TBM施工干擾少,能加快施工進(jìn)度，能給出斷層帶和含水層的三維空間位置，TSP技術(shù)配備有功能強(qiáng)大的后處理功能,能快速的分析前方圍巖情況、及時(shí)提交資料，對(duì)于連續(xù)探測(cè)而言,TSP綜合費(fèi)用最低。同時(shí)通過(guò)TSPwin軟件處理可以獲得:P波、SH波、SV波的時(shí)間剖面、提取的反射層、深度偏移剖面、各反射層能量大小、巖石物理力學(xué)參數(shù)以及反射在探測(cè)范圍內(nèi)的2D或3D空間分布等成果。通過(guò)分析這些信息能夠?qū)λ淼拦ぷ髅媲胺絿鷰r工程地質(zhì)情況的性質(zhì)、位置和規(guī)模進(jìn)行比較準(zhǔn)確的探測(cè)和預(yù)報(bào),包括:（1）含水情況；（2）軟弱巖層的分布；（3）節(jié)理、裂隙發(fā)育情況；（4）斷層及影響帶；（5）溶洞、暗河、煤層等。當(dāng)然，TSP法在實(shí)際工作中也存在許多問(wèn)題，其中最主要的問(wèn)題是不良地質(zhì)條件的判讀缺乏明確的指標(biāo)，更多依賴(lài)于物探技術(shù)人員和地質(zhì)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)。另外對(duì)于與隧道走向近乎平行的斷裂帶、飽水帶，以及幾何形狀為圓錐體或圓柱體的溶洞等等，尚無(wú)法識(shí)別或是識(shí)別效果很差。
探地雷達(dá)法屬于短期預(yù)報(bào)方法，它的探測(cè)速度較快,但是其探測(cè)距離與分辨率的矛盾無(wú)法克服、多次波及其他雜波干擾嚴(yán)重,原始記錄的信雜比低,有效波的識(shí)別及其成果解譯十分困難，而且所獲得的被探測(cè)對(duì)象的空間信息量太少,其資料成果的解釋往往存在多解性。
水平聲波剖面法實(shí)際上也是地震波反射法的一種,因而TSP法所存在的部分技術(shù)問(wèn)題水平聲波剖面法同樣存在，而其卻不具備TSP法的優(yōu)點(diǎn)。在地質(zhì)條件不太復(fù)雜的情況下,該方法對(duì)掌子面前方50ｍ內(nèi)的地質(zhì)狀況的預(yù)報(bào)比較準(zhǔn)確。
紅外探水法對(duì)預(yù)報(bào)掌子面前方有無(wú)潛伏的含水體是有效的,但對(duì)含水層的位置、賦水形態(tài)、出水量都無(wú)法知曉,對(duì)無(wú)水情況下的地質(zhì)災(zāi)害則難以預(yù)報(bào)。
陸地聲納法目前還很不成熟,存在著許多問(wèn)題。
3、方法原理簡(jiǎn)介
從上述的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)現(xiàn)狀可以看出，TSP法無(wú)疑是目前國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，但是它還是存在著不少缺點(diǎn)，特別是對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，TSP法的資料解釋存在著很?chē)?yán)重的多解性，所以多種預(yù)報(bào)方法相結(jié)合，利用綜合物探的方法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)就顯得很有必要。通過(guò)對(duì)比各種預(yù)報(bào)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，筆者認(rèn)為以長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)見(jiàn)長(zhǎng)的TSP法和短距離預(yù)報(bào)快速的探地雷達(dá)法的有效結(jié)合，基本上可以滿(mǎn)足大部分情況的隧道預(yù)報(bào)。對(duì)于其他特殊情況再考慮綜合其他預(yù)報(bào)方法。
3.1 TSP法
TSP(Tunnel Seismic Prediction)法是一種新穎、快速、有效、無(wú)損的反射地震技術(shù)。它是為隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的,可以在隧道施工、地下礦藏、洞穴和地下暮穴開(kāi)挖前提供幫助,其目的在于迅速超前地提供在開(kāi)挖周?chē)扒胺降娜S空間的工程地質(zhì)預(yù)報(bào)。TSP和其它反射地震波方法一樣,采用了回聲測(cè)量原理(圖1)。地震波在指定的震源點(diǎn)(通常在隧道的左邊墻或右邊墻,大約24個(gè)炮點(diǎn)布成一條直線)用小藥量激發(fā)產(chǎn)生。地震波在巖石
圖1 TSP203系統(tǒng)隧道預(yù)報(bào)原理
Fig.1 The principle of TSP203 system
中以球面波形式傳播。當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石物性界面(即波阻抗差異界面,例如斷層、巖石破碎帶和巖性變化等)時(shí),一部分地震信號(hào)反射回來(lái),一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)。反射的地震信號(hào)將被高靈敏度的地震檢波器接收.反射信號(hào)的旅行時(shí)間和反射界面的距離成正比,故而能提供一種直接的測(cè)量。
3.2 探地雷達(dá)法
探地雷達(dá)(ground penetrating radar)是基于不同介質(zhì)的電性差異，利用高頻電磁波，探測(cè)隱蔽介質(zhì)分布和目標(biāo)體的一種高新地球物理方法。當(dāng)發(fā)射天線T以寬頻帶、短脈沖方式向地下發(fā)射電磁波時(shí)，遇到具有不同介電特性的介質(zhì)時(shí)(如空洞、分界面)，就會(huì)有部分電磁波能量反射(回波)，接收天線接收反射回波并記錄反射時(shí)間，與此同時(shí)接收天線還接收到了雷達(dá)波在空氣中以及沿介質(zhì)體表層傳播的直達(dá)波(如圖2)。
對(duì)于反射波我們可以用下面的反射波旅行時(shí)間計(jì)算公式：
……………………(1)
式中，－反射波走時(shí)，單位為ns；（1ns＝10^-9秒）
－電磁波在介電常數(shù)為的目標(biāo)層中的傳播速度，單位為m/ns；
S、d分別為發(fā)射天線和接收天線距離與反射界面的埋深。

圖2 雷達(dá)記錄示意圖
Fig.2 Schematic diagram of GPR record
由上所述，雷達(dá)反射波的旅行時(shí)，會(huì)隨被測(cè)介質(zhì)的厚度而變化。于是，把發(fā)射與接收天線在被測(cè)介質(zhì)表面同步移動(dòng)，便可將反射界面的反射波依次排列成二維圖象。根據(jù)二維圖象我們可以判讀出探測(cè)目標(biāo)體的狀況。
4、應(yīng)用實(shí)例分析

筆者參與了湖南常（德）—吉（首）、邵(陽(yáng))－懷(化)高速公路建設(shè)過(guò)程中的部分隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，主要采取了以TSP203系統(tǒng)長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)為主，同時(shí)與探地雷達(dá)相結(jié)合的方案。其中對(duì)于圍巖較好的區(qū)域采用TSP法就可以得到很好的預(yù)報(bào)效果，對(duì)于某些圍巖較差的地段，根據(jù)TSP法的預(yù)測(cè)結(jié)果，再用地質(zhì)雷達(dá)加以確認(rèn)，這種長(zhǎng)短預(yù)報(bào)方法的有效結(jié)合取得了良好的效果，對(duì)施工起到了很好的指導(dǎo)作用,基本達(dá)到了預(yù)期的探測(cè)目的。下面通過(guò)在大灣隧道右線YK78＋761－YK78＋861區(qū)段的一次預(yù)報(bào)結(jié)果加以說(shuō)明。大灣隧道為一座上、下行分離的四車(chē)道高速公路隧道，其右線YK78＋761－YK78＋861段地形相對(duì)平緩，隧道埋深淺（屬淺埋段）。地層巖性為：志留系周家溪群，黃褐色強(qiáng)風(fēng)化－弱風(fēng)化砂質(zhì)板巖夾泥質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖和炭質(zhì)板巖，區(qū)段內(nèi)受區(qū)域構(gòu)造影響，擠壓褶曲明顯，局部柔褶現(xiàn)象極為發(fā)育，并伴有擠壓片理等跡象。為了探明掌子面前方的地質(zhì)情況，我們首先采用了TSP203系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)，其探測(cè)結(jié)果如圖3所示，根據(jù)探測(cè)結(jié)果可以推斷出掌子面前方的地質(zhì)情況如表1所示。
從推斷結(jié)果看，前方的地質(zhì)情況比較復(fù)雜，且掌子面前方50米內(nèi)（YK78＋793處）就有一個(gè)比較明顯的弱反射（推斷為破碎帶）。為了確保有效指導(dǎo)施工，當(dāng)施工至YK78＋767時(shí)，我們采用探地雷達(dá)做了進(jìn)一步的探測(cè)，其結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出距離掌子面差不多26米（YK78＋793）處，有一明顯反射界面，與TSP203的探測(cè)結(jié)果相當(dāng)吻合，故確定為破碎帶。隨后的開(kāi)挖結(jié)果證明了預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性（見(jiàn)圖5）。

圖3 深度偏移剖面圖
Fig.3 The section of depth excursion

表 1 TSP203的探測(cè)結(jié)果

序號(hào)	里程	長(zhǎng)度（m）	推斷結(jié) 果
1	YK78+761～773	12	強(qiáng)風(fēng)化巖層，節(jié)理裂隙較發(fā)育。
2	YK78+773～797	24	弱風(fēng)化巖層， YK78+793處節(jié)理發(fā)育，含水豐富，推斷為破碎帶。
3	YK78+797～803	6	強(qiáng)風(fēng)化巖層，節(jié)理裂隙發(fā)育。
4	YK78+803～817	14	弱風(fēng)化巖層，局部節(jié)理發(fā)育。
5	YK78+817～830	13	弱風(fēng)化巖層，節(jié)理裂隙較發(fā)育。
6	YK78+830～835	5	弱風(fēng)化巖層，局部夾軟弱巖層、節(jié)理發(fā)育。
7	YK78+835～861	26	弱風(fēng)化巖層，局部節(jié)理發(fā)育。

Table 1 The detected result of TSP203

圖4 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果 圖5 YK78＋793開(kāi)挖結(jié)果
Fig.4 The detected result of GPR Fig.5 The excavated result of YK78＋793
5、結(jié)論及建議
通過(guò)大量的工程實(shí)踐，筆者對(duì)于隧道的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作和隧道施工也有了較深刻的認(rèn)識(shí)，提出幾點(diǎn)結(jié)論：（1）隧道施工需要特別重視地質(zhì)勘察工作，除了業(yè)主提供的詳勘地質(zhì)報(bào)告以外，施工單位仍需做細(xì)致的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，準(zhǔn)確掌握和判明隧道開(kāi)挖掌子面前方的地質(zhì)情況，以確保施工安全有效地順利進(jìn)行。（2）對(duì)于絕大部分隧道的地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，TSP法和探地雷達(dá)的有效結(jié)合基本可以滿(mǎn)足需要，特別是某些圍巖較好的區(qū)段TSP法就可以得到滿(mǎn)意的預(yù)報(bào)結(jié)果；但對(duì)于某些復(fù)雜地質(zhì)情況，應(yīng)針對(duì)其特有的不良工程特性，采用相應(yīng)的、行之有效的綜合物探手段，有必要時(shí)還可以適當(dāng)選擇水平鉆探。（3）對(duì)于超前預(yù)報(bào)方法所推測(cè)出來(lái)的某些特復(fù)雜、可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重工程事故的不良地段，建議按照其最不利因素組合的情況來(lái)施工。（4）TSP法的智能化和解釋精度還有待進(jìn)一步的提高。

橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)的項(xiàng)目包括哪些？其重要性是什么？

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