超声回弹综合法在隧道二次衬砌混凝土强度检测中的应用

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1、2011年第4期东北水利水电工程施工[文章编号】1002—0624(2011)04—0023—02超声回弹综合法在隧道二次衬砌混凝土强度检测中的应用黄金华1，祁海燕2，刁占峰1(1．辽宁水利土木工程咨询有限公司，辽宁沈阳110003；2．辽宁宏禹水利工程建设监理有限公司，辽宁沈阳110006)[摘要]文章按照《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(cEcsO2：2o05)要求。采用超声回弹综合法对大伙房水库输水工程隧道二次衬砌混凝土抗压强度进行检测。同时在相同测区采用钻芯取样法进行对应比较。通过工程实际应用，

2、表明超声回弹综合法在隧道二次衬砌混凝土强度检测中具有较好的保证率，能够满足检测要求。同时本文分析了该方法在检测中影响相对误差的因素。[关键词]超声回弹综合法；输水隧道；混凝土；衬砌强度[中图分类号]TV522[文献标识码]AO引言超声回弹综合法是对混凝土质量进行无损检测的主要方法之一。它先通过混凝土试块的抗压在水利水电工程中，混凝土材料的应用已有强度和超声声速、回弹值间的相关关系建立统一100多年的历史，通过大量使用及研究发现，直接的测强公式，来表达结构混凝土强度和声速、回弹影响混凝土自身质量的因素较多，如原材

3、料组成、值的关系；然后，利用测强公式，根据对结构进行施工方法、环境和气候条件、人员素质等都有可能原位测试所得的声速和回弹值对混凝土强度进行使混凝土在浇筑过程中产生缺陷，在使用过程中评价、测定。由于该法简单方便，可重复性好，经济出现病害，如碱活性、空隙、孔洞及裂隙等。这些缺陷和病害都将降低混凝土的强度指标，因此，需要便宜、精度高、测试结果可靠等优势，在道路、桥梁和房屋结构等结构构件的强度测试中，已得到广用科学的检测手段和方法，对混凝土结构缺陷和泛的应用和认可。但是，将该方法应用于输水隧道强度进行检测，评价混凝土及

4、其结构质量。隧道衬砌的强度检测方法中，最直接、可靠的的方法，无混凝土衬砌强度测试，相关研究和工程实践较少。疑是钻芯取样法。但该法可对衬砌造成局部破损，所以，若能将超声回弹综合法引入隧道衬砌的强影响隧道美观，并且施工不便，费用较高，有时还度检测以应工程之急需，这不仅具有广阔的应用可能影响隧道的正常运行，因而难以大量使用、推前景，也会产生明显的经济价值和社会效益。按广。常规的预留试块法，也被隧道衬砌复杂的施工《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程)工艺和特殊的养护环境所限制，再加上预留试块(CECS02：2005)

5、所述，该规程主要是针对一般工民的数量较少和几何尺寸有限等原因，其结果代表建的板、梁、柱等混凝土结构构件，并未涉及隧道性不足，很难全面反映衬砌混凝土的质量。衬砌。由于输水隧道是具有拱、墙组合结构的地下·23·工程施工东北水利水电2011年第4期构筑物，具有许多不同于地表建筑的特点，将该规声回弹综合法检测混凝土抗压强度的曲线。而本程直接应用于隧道衬砌，其检测结果的可信度如文采用全国统一测强公式，对检测精度造成较大何?规程提供的统一测强公式是进行强度推定的影响。·基础，该公式应用于输水隧道是否适宜?对这些问2)隧道衬

6、砌应力分布比较复杂题，已有的研究还未能妥善解决。本文对隧道衬砌按规程要求，利用混凝土立方试块的超声声混凝土的强度厂和超声声速、回弹值R的关系速、回弹值R和抗压强度厂建立统一测强公式进行比较，对超声回弹综合法如何应用于公路隧时，混凝土试块是不受力的。对于隧道衬砌来说，道衬砌这一问题进行探讨。常常是无法满足的。众所周知，在围岩压力、结构1工程应用自重等作用下，衬砌总是受到轴力、剪力和弯矩等多种形式的内力作用，并且，衬砌内部的应力分布、大伙房输水工程主体为自流输水隧道，全长还往往比较复杂。而混凝土的应力与超声声速的8

7、5．32km，采用以掘进机为主、钻爆法为辅的联合关系研究，现有的成果也主要集中在简单应力状方式施工。态下的应力对声速的影响方面，在单轴应力状态利用超声回弹综合法检测大伙房水库输水隧下。混凝土、岩石等多孔材料在低应力阶段，随着应道二次衬砌混凝土强度，同时在超声回弹综合法力的增加，材料内的孔隙、裂隙在与应力平行的方检测测区进行钻芯取样混凝土抗压试验，试验结向上被压缩变小，致使声波在混凝土中的传播距果如表1所示。表1超声回弹综合法检测及钻芯抗压试验结果对照表离变短，其波速将增加，且增速较快：在与应力相垂直的方向上，超

8、声声速对应力的变化并不敏感，声速基本不变；而在高应力阶段，随着孔隙、裂隙等被逐渐压密，波速在平行于应力方向上的增加逐渐变慢以致停滞，直至试块破坏；在垂直应力方向上，随着混凝土内微裂缝数量增多和裂缝变大，其声程增加，波速将会降低。在复杂应力状态下，混凝土声速与应力的关系研究，还比较少见。已有的研究成果，对这一问题的解决也很不理想。由于表1中超声回弹换算强度采用全国统一测强隧道衬砌存在着应