隧道二次衬砌脱空成因及地质雷达无损检测简析.pdf

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1、2014年第1期黑龙江交通科技No．1，2014(总第239期)HELLONGdlANGJIAOTONGKEJ(SumNo．239)隧道二次衬砌脱空成因及地质雷达无损检测简析梁栋，谢蒙均(贵州省交通科学研究院有限责任公司)摘要：隧道二次衬砌是隧道的重要承载结构和最后一道防水防线，其安全对整个隧道工程质量起着至关重要的影响，但因为种种原因，隧道二次衬砌脱空屡见不鲜。主要介绍了二次衬砌脱空原因及后期利用地质雷达进行无损检测两个方面内容。关键词：隧道；二次衬砌脱空；地质雷达；无损检测中图分类号：U442文献标识码：C文章编号：1008～3383(2014)01—0109—011概述隧道二次衬砌是

2、在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌，与初期支护共同组成复合式衬砌，它有加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用。因为施工质量、管理方法等差异，二衬与初支间出现脱空，局部存在空洞等问题时有发生，造成丢一衬砌结构受力特性劣化，并由此引起衬砌裂损、渗漏水、掉块甚至坍塌，给隧道的健康安全运营带来诸多不利影响。2二次衬砌脱空原因简析2．1超挖未妥善处理且防水板铺挂过紧在隧道施工中，超挖现象是普遍存在的，若未经有效整改，初支表面则会出现纵向、环向凹凸起伏。此时，若防水层铺挂过紧，二衬混凝土将被防水层阻断而不能完全充填凹陷图1探地雷达工作示意图位置，进而形

3、成空洞。此外，当遇到隧道弯变(如拱顶位4某隧道二衬雷达检测实例置)，若防水板铺挂过紧，固定点间距过大，泵送?昆凝土压力结合上述介绍，以下为水盘高速松河隧道建设过程中二不足时，也会在防水板与初支之间形成空腔。2．2混凝土自身收缩性次衬砌实测结果。该测线布置于隧道拱顶，检测中使用美国CSSI公司生产的SIR一3000型便携式雷达，配合900MHz普通混凝土在凝固过程中，会有体积上的收缩，因此即使将模板内灌满，在混凝土凝固后，拱顶仍不可避免地出现一体天线进行检测，经现场标定后介电常数设置为7，测程小空隙。如果}昆凝土水灰比较大，混凝土收缩则更为明显，18ns，采样点数为1024，部分典型检测结果

4、如图2、图3所但因混凝土自身收缩性产生的空隙一般较小。示。2．3泵送混凝土压力不足、流动性不好当采用泵送混凝土时，输送泵压力不足会导致模板内混凝土流动性不好而不能充分灌满模板，尤其是距离泵送孑L较远的位置。此外，模板和衬砌钢筋对混凝土流动性的影响也不容忽视，实践表明，有钢筋区段比元钢筋区段衬砌空洞往往更多、更大。2．4拔管、停泵时间过早采用泵送昆凝土时，拔管、停泵时间过早，通常会导致模板挡头位置(或注浆孔远端)出现三角形空腔，这也是隧道二次衬砌中较为常见的一种脱空模式。图2二衬与初支阃脱空2．5封口不当造成脱空由图2可见，在深度25—34cm间，存在可连续追踪的二次衬砌浇筑结束后需封闭泵送

5、口一定时间直至满足反射波同相轴，反射能量较强，界面特征十分明显，判断为二拆模条件，若泵送口密封不严实，如采用编织袋、土工织物封衬与初支接触不紧密，存在脱空现象。堵泵送口等方法，通常会导致二衬混凝土在自重作用下流出模板，导致衬砌脱空。图3以及图4中，接收到的电磁反射十分强烈，电磁反射轮廓清晰，呈现三角形状，其内部多次反射十分发育，通常为前文需要注意的是，实际工作中，隧道二次衬砌脱空往往不是某单一原因引起的，而是多种因素同时影响下形成的。所讲的泵送}昆凝土拔管过早，或混凝土流动性欠佳及后期体积收缩而在离注浆孔较远端模板处形成的三角形空洞。3地质雷达无损检测原理(下转第111页)地质雷达探测原理

6、是通过发射天线向地下发射高频电收稿日期：2013—08—15作者简介：梁栋(1985一)，男，工程师，从事隧道超前地质预报、隧道检测及相关物探研究。·109·第1期李智渊：后张法预应力混凝土桥梁施工技术总第239期张拉设备的选择要充分结合混凝土结构的特点、预应力表1预应力筋张拉程序筋的布置形式以及锚具类型等多方面的因素，设备的吨位、预应力筋种类张拉程序行程以及压力表规格等参数既要满足张拉要求，又要做到节钢筋、钢丝束0-+初应力．+1．05(持荷2mln)-~cr⋯(锚固)约成本。确定了合理的张拉设备后，要对设备的性能进行试车检查，包括油压表、油泵、连接管路等，一旦发现问题，须立即明确故障原

7、因并提出解决方案。(5)检查预应力筋和锚夹具预应力筋在检查合格后方可穿入孔道，包括预应力筋的品种、长度、性能报告等报告都要严格审查。锚夹具的检查内容包括试验记录、外观(即查看有无变形破坏情况)等，合格的产品要及时清理干净，并与预应力筋配套堆放。4后张法预应力混凝土结构的张拉程序及张拉工艺(1)施工流程后张法预应力混凝土梁结构的施工工艺过程如下：支立、安装内模一绑扎上部预应力筋一穿金属波纹管及固定一支立、安装侧模一安装端头