隧道襯砌脫空檢測必要性
圍巖、初支和襯砌之間依次較緊密接觸是地下結(jié)構(gòu)區(qū)別于地面結(jié)構(gòu)的主要特征。對于復對于復合式襯砌的隧道,初支與圍巖共同變形、共同承載,在二、三堅固地層中,二次襯砌約承受30%圍巖松散荷載,主要作為安全儲備。
但在IV、V軟弱圍巖中,二次襯砌不再是一種單純的安全儲備,而是受力結(jié)構(gòu)的一個主要組成部分,它承受著50%-70%圍巖松散荷載及較大的后期圍巖變形壓力。隧道開挖完成后,圍巖本身應力的釋放是一個緩慢的過程,在圍巖的收斂結(jié)束后、初支變形完全穩(wěn)定之后才開始施做二襯,形成抵抗變形荷載來保證隧道的安全。
但是,目前的隧道施工現(xiàn)狀,由于進度要求,初期支護往往只是起到一個臨時的封閉作用,僅僅是保證連續(xù)向前開挖施工過程安全的作用。當圍巖變形過大或初期支護變形不收斂,又難以及時補強時,需提前施做二襯來保證安全。但二襯混凝土在澆筑過程中常常受到多種因素的影響,在初支與襯砌之間形成空隙,改變了兩者之間本應較緊密接觸的受力狀態(tài),對結(jié)構(gòu)承載力產(chǎn)生影響,從而減弱了其支護強度。
由于二襯承載著較大的圍巖松散壓力,隧道襯砌背后是否存在脫空將直接影響隧道的安全性能。若有脫空存在,則使圍巖-初支體系施加于襯砌的荷載不連續(xù),而出現(xiàn)變形增大或裂紋(裂縫)破壞。只是由于結(jié)構(gòu)的設計承載能力余量和初支的過度承載,延遲和減緩了危害發(fā)生的時間和程度,鑒于此隧道二襯背后脫空防治就顯得尤其重要。
隧道襯砌背后如何進行脫空檢測
隧道屬于地下隱蔽工程,一旦建成存在的問題將很難發(fā)現(xiàn)和處理,故在每施工完一段里程后,對隧道襯砌質(zhì)量進行檢測很有必要,及時發(fā)現(xiàn)施工工藝缺陷,通過調(diào)整參數(shù)進行處理,最大限度的保證質(zhì)量。對于襯砌背后脫空,檢查的方法有鉆孔檢查法、無損檢測法、敲擊檢測法。
鉆孔檢查法
1、采用混凝土取芯鉆機進行鉆孔檢查,屬于傳統(tǒng)的檢驗方法,特點是效率低,偶然性大,代表性差,而且破壞了襯砌的整體性。
2、無損檢測法
(1)地質(zhì)雷達法:
特點是連續(xù)、高效、無損,具有分辨率高、圖像直觀、對場地條件要求低等優(yōu)點。但是對于內(nèi)部鋼筋較密的結(jié)構(gòu),鋼筋會對雷達的檢測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響,且由于雷達屬于頻率較高的檢測方法,測試厚度有限無法對厚度較大的結(jié)構(gòu)進行測試,具有一定的局限性。
(2)沖擊回波法:
檢測頻率較低,可測試厚度較大的結(jié)構(gòu),測試結(jié)果不受結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的影響,現(xiàn)場測試不用耦合,可以與雷達互補進行測試。
3、敲擊檢測方法
采用小型敲擊工具對隧道拱墻范圍內(nèi)襯砌表面進行連續(xù)敲擊,通過敲擊產(chǎn)生的現(xiàn)象(如聲音異常、表面脫落等)達到對隧道自身存在缺陷的檢查。但測試精確度較差,無數(shù)據(jù)支撐,對于深度較深的缺陷無法準確的測試。