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公路隧道试验检测技术

2023-01-08史小勇

交通世界 2022年13期
关键词:测点锚杆断面

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。

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