公路隧道试验检测技术

史小勇

（河北省交通建设监理咨询有限公司，河北 石家庄 050091）

0 引言

在公路隧道工程中，常见病害包括初衬开裂、衬砌变形、初衬脱空、渗漏水等，对隧道内正常行车的安全性构成了较大威胁，易引发重大交通事故，故应对公路隧道工程质量进行试验检测，以掌握隧道质量病害状况，为隧道加固修复提供依据。

1 工程概况

某高速公路隧道为双向两车道，单洞净宽10.25m，净高7.42m。隧道右洞全长765m，左洞全长768m。隧道进出口洞门采用端墙式，洞身衬砌采用三心圆曲墙式。在隧道施工中，初衬类型为素混凝土、钢筋混凝土，初衬厚度为40cm、50cm、60cm。为保证隧道工程质量，本工程严格制定试验检测方案，确定试验检测项目与试验检测技术。

2 公路隧道试验检测技术

2.1 几何尺寸试验检测

2.1.1 开挖尺寸

本工程围岩为Ⅲ、Ⅳ围岩，在隧道开挖尺寸试验检测时，采用全站仪每20m 检查1 个断面，在每个断面检测中自拱顶起每2m测量1点，要求拱部超挖最大允许值不得超过250mm，边墙超挖最大允许偏差不得超过100mm；在仰拱、隧底超挖检测中，采用水准仪每20m检测3处，最大允许偏差不得超过100mm[1]。

2.1.2 隧道内轮廓

（1）在行车道宽度和内轮廓宽度检测中，采用激光断面仪法实测宽度值，每间隔40m 检测1 个断面，实测值不允许小于设计值。

（2）在内轮廓高度检测中，采用激光测距仪现场实测高度，每间隔40m 检测1 个断面，在每个断面检测时，布设拱顶和两侧拱腰共3 点检测点，实测值不允许小于设计值。

（3）在隧道偏位检测中，采用全站仪现场实测，每间隔40m 实测1 处偏位值，要求实测值的允许偏差不得超过20mm[2]。

2.2 初衬混凝土试验检测

本工程将初衬混凝土试验检测作为重点检测项目，检测内容包括初衬混凝土厚度、强度、钢筋锈蚀、混凝土抗渗等级和初衬平整度。

2.2.1 混凝土厚度

（1）采用地质雷达检测技术，配合高精度全站仪、激光断面仪等仪器，检测隧道衬砌结构和总体质量情况[3]；本工程检测采用MALA 型地质雷达，脉冲重复频率为100～200Hz，采样频率为0.4～700GHz，最大采集6道数据。

（2）测线布置采用剖面法，利用雷达主机、采集软件、接收天线、发射天线形成雷达剖面图，在剖面图中雷达波的双程走势为纵坐标，天线在衬砌上的位置为横坐标，记录下雷达探测中各个探测目标反射回来的信息。

（3）在检测过程中，检测人员将雷达天线贴紧隧道衬砌表面，移动雷达天线，打开雷达主机，自动将检测到的信息存入主机，逐一完成测线的检测任务[4]；本次检测采用500MHz天线，天线移动速度为3～5km/h，测点点距为0.02m；在检测的过程中，要及时清除测线上的障碍物，若不能清除，则要避绕障碍物；在检测中要保证各测点位置对应实测里程位置，每间隔5m做好标记，便于后期数据处理。

（4）在检测后，利用数据处理软件分析数据，计算出实测的雷达波速，将其作为衬砌厚度计算的依据，出具检测报告；如果混凝土初衬、喷射混凝土与围岩有异常介电常数差，则说明剖面图上的衬砌地面与岩石之间界限明显，存在质量缺陷。地质雷达检测结果显示，本工程352#—404#桩的60cm 素混凝土结构存在拱顶厚度不足、拱顶脱空的问题，脱空深度为2～4cm。

2.2.2 混凝土强度

本工程采用超声回弹综合法检测初衬混凝土结构强度，在隧道断面布设5 个检测区，分别为拱顶、右侧拱腰、左侧拱腰、右侧拱肩、左侧共肩检测区；每个检测区的位置在模板中间部位，使检测区远离混凝土伸缩缝、沉降缝、施工缝部位，保证检测结果的准确性[5]。

2.2.3 混凝土抗渗等级

本工程混凝土抗渗等级检测前至混凝土材料配制环节，采用加压法检测，初衬混凝土每30m检测1次，掌握混凝土硬化后的防水性能；施工现场制作混凝土试件，执行标准养护流程，养护时间不少于28d[6]；待养护表面干燥后，涂一层密封材料，将试件放置到抗渗仪中试验检测；试验水压为0.1MPa，每隔8h 增加0.1MPa，检测试块渗水情况。

2.2.4 钢筋锈蚀

本工程采用半电池电位法检测钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀情况，共选取5 个测区，测区远离衬砌施工缝，不得小于100mm；测区面积为5m×5m，在测区内分布测点，划分网格，规格为200mm×200mm；清理测点混凝土表面，用钢丝刷打磨，再将接触液浸湿到混凝土表面；在测区中剔凿出钢筋，用导线将其与测点处钢筋连通，读出电位数；本工程中各测点的电位均超过-200mV，说明不发生锈蚀的概率大于90%。

2.2.5 初衬平整度

本工程对二次衬砌上部结构的混凝土表面平整度进行检测，检测采用2m 直尺和塞尺；每100m 设置1个检测断面，检测数据显示初衬平整度小于5mm，符合设计要求；蜂窝麻面和气泡面积小于0.5%每延米隧道面积，符合密实度要求[71]。

2.3 隧道路面试验检测

2.3.1 路面隆起与沉陷检测

本工程在隧道路面检测中采用精密水准仪、全站仪和经纬仪等仪器，在路面上架设精密水准仪，路面中线测点竖立塔尺，将控制点高程作为测量基准，记录测点高程；连续测量所有测点，记录下纵向高程、横向高程及其相对坡度；若实测坡度小于设计坡度，则判定为路面凹陷；若实测坡度大于设计坡度，则判定为路面隆起。

2.3.2 路面裂缝与错台

在路面裂缝检测中，使用裂缝测宽仪对路面开裂处检测裂缝宽度，记录下裂缝桩号、长度、宽度等数据；在错台检测中，将3m 直尺放在肉眼可见的裂缝上方，另一端紧贴裂缝另一层，测量错台高度。

2.4 锚杆拉拔试验检测

本工程锚杆拉检测采用电阻量测法，在锚杆上贴应变片，增设应变仪，用以测量锚杆应变值，并掌握锚杆轴向抗拔力分布情况；安装完毕测量装置后加载量测，记录下应变片点的应变值，分析判断沿锚杆长度方向不同位置、不同拉拔力荷载作用下的应变曲线；本工程对每100 根锚杆设置1 个抽样组，抽样组的数量为3 根；在锚杆安装30min 后检测锚杆拉拔力，检测时长不得超过4.0h；要求同组锚杆拉拔力的平均值不得小于设计值，单根锚杆拉拔力不得小于设计值90%[8]。

2.5 防水板质量试验检测

本工程防水板施工质量检测将焊缝质量作为检测重点，具体检测技术如下：

2.5.1 宽度测量

焊缝搭接处共检查3 处位置，采用尺量法，要求搭接宽度不得小于100mm，且两侧焊缝宽不得小于25mm。

2.5.2 质量缺陷检测

对防水板焊接采用充气检查方式，在充气检查中，先连接气压泵和压力表，当压力达到0.25MPa 时保持15min，检查压力值下降情况，如果压力下降不足0.025MPa，则表明焊接质量符合设计要求；如果大于0.025MPa，则要及时修补。

2.5.3 焊缝拉伸强度检测

用尺量检测方法检测焊缝黏接处，要求黏缝宽不得小于50mm，每个搭接位置至少检查5 处；检测焊缝拉伸强度和抗剥离强度，对拉伸强度不足防水板强度70%的焊缝进行补焊。

3 结语

公路隧道试验检测技术是控制隧道工程质量的重要技术。在隧道试验检测中，要明确试验检测项目，将易发生工程质量病害的部位作为检测重点，采用地质雷达、超声波回弹、半电池电位法检测等无损检测技术，掌握隧道工程质量情况，及时对已发现的质量病害采取修复施工措施，进而保证隧道工程行车安全。