基于地质雷达的隧道工程衬砌无损检测及应用

利用地质雷达进行了钢筋砼试件保护层厚度检测试验,并将该无损检测技术应用到实际隧道工程施工监控中,通过钢拱架纵向间距、初期支护砼厚度、二次衬砌砼钢筋网保护层厚度检测及初期支护与围岩状况扫描,发现了其中存在的质量问题,进而加以修复和处治,为隧道工程施工质量提供保障。     

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

为提高地质解释的准确性,分别对二次衬砌厚度、钢筋钢拱架分布和混凝土不密实判别的方法进行研究,并以大泉沟隧道为例,利用地质雷达进行衬砌质量检测,检测结果与设计相对比,结果表明地质解释的准确性比较高,证明所提出的判别方法在地质解释中是有效的。通过理论研究与实际工程经验总结,得出:1)地质雷达法具有简便、快速、覆盖面广、准确性高的优点;2)对地质雷达采集到的信号进行合理准确地处理后,才能进行地质解释;3)第2层钢筋的判别受天线屏蔽作用的影响,必要时应与其他方法相结合。     

地质雷达检测隧道二衬钢筋对初支型钢拱架分辨率的影响研究

通过地质雷达检测方法研究隧道二衬不同钢筋间距对初支型钢拱架分辨率的影响。结果表明:在衬砌密实的前提下，二衬钢筋间距大于25 cm时，基本可以识别初支型钢拱架；在相同钢筋间距下，单层钢筋的型钢拱架比双层钢筋的型钢钢拱架更容易识别。     

运营铁路隧道衬砌背后较大空洞的精确检测技术

目前采用地质雷达等无损检测技术可快速、准确检测衬砌厚度和衬砌中钢筋数量等参数,并可有效判识衬砌背后空洞等缺陷沿隧道纵向和环向长度,但对这类缺陷的径向尺度因介电常数的差异、反射面的识别等原因而无法准确判识。依托西南地区某运营铁路隧道衬砌背后存在较大空洞的工程实际,结合现场钻孔调查和地质雷达无损检测,首次运用钻孔三维激光扫描技术对运营铁路隧道衬砌背后空洞进行扫描,实现精确检测,得到衬砌背后空洞的三维形态和具体尺寸,检测成果可为隧道病害整治提供准确的数据,可设计出更具针对性和操作性的整治方案。提出的“物探+钻孔三维激光扫描”技术,能实现衬砌背后空洞“粗中有细”的全面检测。     

地质雷达在山岭隧道质量检测中的应用研究

为保证隧道工程质量,利用地质雷达对山岭隧道支护结构的施工质量进行系统的无损检测,并依据地质雷达工作成像原理,结合应用实例得出:地质雷达在山岭隧道衬砌厚度、拱架数量、间距及背后缺陷等检测过程中具有高效便捷、无损准确等特点,可在山岭隧道质检工作中广泛应用。     

地质雷达在双碑隧道衬砌检测中的应用

阐述了地质雷达在隧道检测中的原理及方法。以重庆市双碑隧道衬砌检测为例,用地质雷达对双碑隧道初期支护和二次衬砌进行扫描,对实际检测到的波形图进行比较和分析,通过钻芯取样,实际情况与检测结果基本相符,以此作为判断衬砌质量的依据。提出了一些影响地质雷达检测结果的因素。     

地质雷达在公路隧道衬砌质量控制中的应用

文章阐述了地质雷达的工作原理和检测方法,并对检测过程中的参数测试,测线布置进行论述。结合永宁高速公路隧道工程,详细分析了地质雷达无损检测技术在隧道初支混凝土厚度、钢拱架施工质量及背后脱空情况中的应用,结果表明地质雷达是一种高效、经济、准确的无损检测新技术,可为工程质量隐患排除提供科学依据。文章最后给出提高雷达检测精确度的建议。     

基于探地雷达的隧道衬砌空洞高精度正演识别研究

隧道衬砌空洞易引发衬砌破坏、渗漏水等工程问题,但因衬砌内部金属(如钢筋、钢拱架)对雷达波的屏蔽作用,会增加雷达剖面的复杂性,进而影响检测效果。依托MATLAB软件平台,采用高阶时域有限差分法分别对400 MHz天线和900 MHz天线时隧道衬砌矩形空洞和三角形空洞进行正演模拟。结果表明:高阶时域有限差分法能高精度模拟雷达波在衬砌中的传播特性,展示衬砌中钢筋、空洞、工字钢的反射波、绕射波的能量、振幅、相位特征;900 MHz天线可分辨出长度在0.3 m及以上的界面,远高于400MHz天线的检测精度,但检测界面相对于真实界面小。     

极高地应力软岩隧道双层支护技术

兰渝铁路两水隧道洞身主要通过炭质千枚岩软岩地层,隧道为极高地应力状态,最大水平主应力值为6.5~11.3 MPa。施工前期,隧道初期支护结构变形较大,部分钢拱架扭曲、断裂,支护结构失稳,初期支护结构侵入衬砌净空,拆换拱情况频繁发生,局部地段二次衬砌开裂。针对前期施工中出现的问题,分别开展双层初期支护和双层衬砌试验,对试验段初期支护变形、围岩压力、接触压力、钢架应力、钢筋应力、混凝土应力等进行现场试验研究,掌握试验段设计及施工参数条件下,隧道支护和衬砌结构受力和变形规律。主要研究结果如下:1)双层初期支护变形相对较小,喷混凝土应力、钢架应力、二次衬砌混凝土应力及二次衬砌钢筋应力均未超过材料的容许应力,工作状态良好;2)双层初期支护可减少绑扎钢筋的工序,不需要再另增衬砌台车,在工序组织上更加便利,工效性相对较高。     

黄土公路隧道富水段支护结构的受力特性分析

为了解黄土公路隧道浅埋富水段围岩压力及衬砌受力的特性,对甘泉隧道富水段一次衬砌和仰拱围岩压力、钢拱架应力、一次衬砌和二次衬砌接触压力以及仰拱和二次衬砌混凝土的应力应变随时间变化规律进行施工检测.结果表明:围岩与一次衬砌接触压力分布不均匀,边墙底部表现出了较大压力,钢拱架受力分布不均,但总体上受力很大,最大应力已接近钢材...     

探地雷达在承朝高速公路东营子隧道质量检测中的应用

采用地质雷达检测的方法可以对隧道衬砌混凝土的厚度、密实度、脱空进行检测,具有精度高、快速、无损检测等优点。文章结合探地雷达在承朝高速公路东营子隧道检测的工程实例,分析隧道衬砌后空洞、松散的典型波形,总结探地雷达的应用效果。     

浅析苏木山隧道衬砌结构厚度检测方法及其分布规律

通过苏木山隧道实际工程案例,验证了地质雷达无损检测技术在隧道衬砌结构厚度检测过程中可达到良好的效果,并对苏木山隧道初期支护和二次衬砌厚度检测结果进行分析,可知实际检测厚度和设计之间差值呈现高斯分布规律,其拟合度较高;初期支护和二次衬砌在不同测线位置的实际检测厚度平均值均高于设计值,通过分析国内山岭隧道质量评价方法,建议从结构安全度和可靠度双重角度制定隧道衬砌厚度评价指标。     

公路隧道软弱破碎围岩高强钢筋格栅拱架支护性能研究

软弱破碎地层围岩稳定性差,与支护间接触压力大,支护结构应力状态复杂,因此支护结构的支护性能是满足隧道施工及运营期安全与稳定的重要保障。高强钢筋格栅拱架是以高强钢筋为主材的一种格栅拱架形式,具有支护强度高,与混凝土黏结性好,重量轻等诸多优点,但其在公路隧道软弱破碎围岩中的支护性能仍有待考量。为此,结合圆管弹性应变理论推导出的支护刚度计算公式,对不同拱架结构进行等截面换算,得出高强钢筋格栅拱架和型钢拱架的支护特征曲线;采用有限元数值计算方法将钢拱架与混凝土分部建模,进一步分析2种支护拱架的力学特性和变形特征;最后在现场开展对比试验,通过监测沉降收敛位移、围岩压力、拱架应力,分析施工中高强钢筋格栅拱架的支护性能。理论验算和数值分析结果表明,高强钢筋格栅拱架与I20b型钢拱架的极限承载力基本相同,但高强钢筋格栅拱架支护刚度相较I20b型钢拱架弱,I20b型钢拱架对变形控制能力更强;现场对比试验结果显示,2种支护拱架产生的收敛变形相差不多,且围岩接触压力分布规律基本相同,高强钢筋格栅相较I20b型钢拱架的承载应力更高,但远小于材料本身屈服强度;此外,现场施工表明采用高强钢筋格栅拱架能有效提升人工支护作业效率,对于特长公路隧道快速施工具有更好的应用价值。综合分析,高强钢筋格栅拱架在软弱破碎地层能够提供与I20b型钢拱架相近的支护抗力,适用作特长公路隧道软弱破碎围岩的初期支护拱架结构。     

槽菁头隧道施工质量检测与管理

地质雷达在质量检测中主要检测衬砌厚度、破损、裂隙、脱空、空洞、渗漏带、钢筋分布等,检测精度可达毫米级。由于具有探测速度快、探测过程连续、操作方便灵活、分辨率高、小损坏被探测目标等特点,地质雷达法得到广泛的应用。     

地质雷达在高速公路隧道衬砌交工验收检测中的应用

以高速公路隧道衬砌交工验收检测为契机,结合公路隧道衬砌结构特点,着重介绍了隧道衬砌缺陷雷达识别特征及工程处治方式分析,隧道衬砌厚度雷达检测误差分析及隧道衬砌厚度雷达层位追踪方法,并通过雷达检测实例结合钻孔验证了高速公路隧道衬砌交工验收检测中的3项重点关注指标,确定了地质雷达在高速公路隧道衬砌交工验收检测中的可靠性,并取得了良好效果,达到了评价公路隧道衬砌质量的目的,为高速公路隧道衬砌工程质量交工验收提供了科学依据。     

一种无中导洞连拱隧道衬砌开裂原因分析及结构优化

为解决传统连拱隧道中导洞法施工工序繁琐、结构受力转换复杂等问题,云南某隧道采用了一种无中导洞连拱隧道,其后行洞钢拱架焊接于先行洞钢拱架,使初期支护相互搭接形成了连拱隧道中墙,从而避免了中导洞开挖,但在隧道施工中,先行洞二次衬砌左侧起拱线至左拱腰出现了大量纵向与斜向裂缝。结合隧道实际地质和施工状况,运用Flac3d建立了地层-隧道结构数值模型,研究分析了初期支护各自独立封闭成环和初期支护搭接处界面特性对无中导洞连拱隧道衬砌开裂的影响。结果表明:后行洞初期支护独立闭合成环时,即使初支结构之间产生了一定的滑移,隧道衬砌结构仍处于安全状态;后行洞初期支护未独立闭合成环时,搭接处会产生较大的相对滑移,初期支护承载力不能充分发挥,难以有效控制围岩变形和塑性区发展,先行洞二次衬砌承受了较大的围岩荷载,其左拱腰内侧边缘拉应力远超过了衬砌混凝土的抗拉强度,由此造成了左拱腰处衬砌开裂。因此,为避免无中导洞连拱隧道衬砌出现裂缝,建议在设计中应使连拱隧道初期支护各自独立闭合成环,合理加强中墙位置初期支护结构,施工中对关键施工环节、关键受力部位采取有效控制措施,保证支护结构的整体承载力。     

铁路隧道工程缺陷整治处理控制

结合新建瑞昌至九江铁路吴家铺隧道缺陷整治处理工程实例,分析铁路隧道工程缺陷形成原因,针对隧道脱空及空响、衬砌厚度不足、仰拱(底板)底空洞及虚砟、衬砌钢筋保护层厚度不足、衬砌钢筋和施工缝止水带外露、衬砌裂缝和渗漏水、衬砌砼不密实、拱顶掉块及蜂窝麻面和错台等缺陷提出整治处理措施。     

雷达法在超厚型混凝土保护层无损检测中的应用

针对深中通道工程超厚型混凝土保护层厚度无损检测,进行了雷达法和电磁感应法混凝土保护层测试比对、相对介电常数对雷达法结果影响测试等,并进行了实体结构雷达法与钻芯法测试验证。结果表明,与电磁法相比,雷达法在65～105mm超厚型钢筋保护层厚度检测时,测试结果不受保护层厚度和钢筋间距的影响,测试结果准确、可靠;雷达法测试结果受相对介电常数影响显著,施工中正常的材料波动对相对介数常数影响较小,混凝土相对介电常数在21d龄期后趋于稳定,可采用定值介电常数在超过21d龄期后进行测试;沉管混凝土钢筋保护层厚度实体测试中,雷达法与钻芯法测试厚度的偏差在±1mm以内,雷达法在65～105mm超厚型钢筋保护层厚度测试中具有较高的检测精度和可靠性。     

提高地质雷达隧道衬砌质量检测效果的几点措施

地质雷达已成为隧道施工质量检查和运行期间隧道病害检测的重要手段,然而在采用地质雷达进行隧道衬砌质量检测时也暴露出一些问题。为提高采用地质雷达进行隧道衬砌质量检测的效果,简述了地质雷达隧道衬砌质量检测基本工作原理,从现场检测过程中的增益设置、病害识别、干扰图像辨识、衬砌厚度检测和里程定位几方面,讨论提高地质雷达检测隧道衬砌效果的几点措施。得出:1)增益设置应尽量在边墙喷射混凝土密实度较好的地段进行,并应远离隧道内干扰物;2)病害和干扰图像的识别需在现场检测和室内分析工作中不断积累经验;3)衬砌厚度的检测可用平均波速法,并辅以微电测深法,采用平均波速法探测隧道衬砌厚度的绝对误差可控制在5 cm;4)隧道衬砌质量检测宜采用时间触发方式,尽可能保证雷达天线匀速移动,并做好记录工作。     

隧道仰拱施工质量检测方法探讨

简要阐述了隧道仰拱施工过程中存在的主要质量问题及现有的检测方法，着重讨论了地质雷达法和钻芯取样法的检测原理、注意事项及改进方法，并对隧道仰拱施工质量检测方法的选取提出了合理建议。