论地质雷达在公路隧道二衬检测中的应用

2021-10-13毛顺乾

黑龙江交通科技 2021年9期

毛顺乾

(云南省公路科学技术研究院，云南昆明 650211)

由于种种原因，隧道工程在施工期间或者在经营一段时间之后可能会出现渗漏水、表面裂纹等病害，而这些病害主要是因为隧道本身存在潜在隐患，如衬砌背后存在大面积孔洞、衬砌厚度不足等。传统施工主要是采用开挖取样、钻孔取芯等带有破坏性的手段，对防水要求极为严格的隧道施工会产生较大的影响。所以需要采用合理有效的施工检测技术，使其满足检测需求。

1 地质雷达的工作基本原理

地质雷达属于无损检测技术，发展至今已经拥有30多年的历史，在各个领域之中都得到广泛的应用，其主要是负责工程质量检测、线路选择、场地勘查、地质超前预报、病害诊断等问题的分析与处理。针对探地雷达，其基本原理见图1所示。地质雷达主要是通过高频电磁脉冲波的反射探测目的体与地质现象。针对实际的探测：地质雷达主要是基于发射天线，朝着地下发射高频电磁脉冲，在地下传播中如果遇到介质分界，就会产生反射。反射波传回到地表之后就会被天线所接收，并且直接传入主机进行相应的显示与记录，每一个测点都会接收到对应的雷达波形，一条测线上的测点雷达波形会排列在一起，形成对应的雷达剖面，在经过处理之后就可以实施反演解释，最终获取地下地层或者是目的体的分布范围、位置以及埋深等。

图1 地质雷达探测原理

2 二衬检测与实例数据统计

以某高速公路的隧道实际二衬检测为研究对象，对其检测与数据分析进行阐述。

2.1 扫描数据及分析

通过合理的分析，扫描测线见图2所示。其中，拱顶测线为A，拱腰测线为B，边墙测线为C。每一次扫描的长度超过50 m，按照扫描雷达成像，从而针对不良介质体的数量、大小以及位置进行具体的分析。

图2 雷达扫描测线

图3 隧道雷达扫描成像典型缺陷

针对隧道雷达图像，标注出不良介质体的实际位置。在经过后期的图像处理之后，图3中的1存在缺陷，主要是因为初支与二衬之间脱空，通过分析推测可以了解其施工中初支平整度较差、防水板悬挂松弛度不足，通过精算可以得出其二衬的厚度能与设计要求相互匹配；图3中的2是因为在浇筑混凝土的过程中泵送混凝土方量不足，从而引发三角脱空的问题；图3中的3表示对两模二衬之间的环箱钢筋没有进行合理的定位，在二衬的过程之中出现了钢筋偏位的情况，最终导致环向钢筋之间的距离偏差较大；图3中的4表示因为浇筑期间受到重力的作用，导致其振捣不够充分，出现了非施工缝隙之间脱空的情况。

2.2 数据统计

结合项目具体的检测数据进行分析、计算，明

确出现缺陷的位置。通过具体的分析发现：第一，针对隧道左右线缺陷检测结果，其本身的差异是可以忽略不计的。第二，拱顶位置缺陷要比拱腰位置缺陷大一些。第三，无论是拱顶还是拱腰，两模接缝位置的缺陷都要明显大于每模中间。

2.3 原因分析

通过分析可以看出，在二次衬砌混凝土浇筑过程之中主要是因为技术、人为、混凝土等因素的影响，导致二衬缺陷的出现。

经过大量的实践分析与调查发现，拱顶位置上出现缺陷主要是因为：第一，在进行拱顶与拱腰位置的二衬混凝土浇筑中，因为混凝土自重出现下沉，并且由于振捣不到位，水泥浆没有将骨料缝隙填满，这样就出现了不密实、有孔洞的现象。第二，在浇筑完毕之后，施工人员针对混凝土还无法通过自稳的时候来拆除输送管或者是泵送混凝土方量还存在不足。第三，拱顶与拱腰端头模板拼接没有使用对应的钢模板，在完成浇筑之后就会从接缝位置上出现跑浆、漏浆等情况，使端头出现孔洞或者离析的现象。第四，防水板的挂设尺度会导致衬砌缺陷的出现，如果悬挂不够结实、防水板太松等，在混凝土浇筑过程中就会因为挤压形成褶皱，并且在褶皱的位置上会留下空隙，如果防水板过紧则会因为过大的浇筑压力导致防水板出现绷紧或者破坏的现象，进而破坏排水系统，在初支与防水板后形成空洞。