建筑质量的无损检测
隧道衬砌后,由于诸多因素的影响,衬砌混凝土厚度可能达不到设计要求或存在脱空等质量问题。为了及时发现衬砌质量问题,需要快速、高分辨率地检测隧道衬砌质量,为隧道工程的科学管理提供依据。探地雷达是隧道质量检测中最常用的地球物理方法。
探地雷达法检测隧道衬砌质量的主要内容是混凝土密实度、空隙率和衬砌厚度。检测一般采用500MHz或900MHz高频天线,检测厚度可达几十厘米。测线一般布置在隧道拱顶、拱腰和边墙。拱顶在隧道顶部附近,拱腰在隧道起拱线以上约1m,边墙在排水盖板以上约1.5m。测量方法为轮廓法,测点间距一般为几十厘米,里程由测量轮跟踪。
隧道衬砌厚度检测中,相关介质的物理参数见表10.5。
表10.5隧道衬砌厚度检测相关介质物理参数表
衬砌厚度评估:首先在探地雷达剖面上确定混凝土与岩石界面反射波的同相轴,读取反射波的双向走时,根据公式H=v×t/2计算混凝土衬砌厚度。速度v可通过裸眼井段或钻井数据进行校准;根据探地雷达剖面反射波的振幅、相位和频率特征,致密性的评价可分为致密和非致密两种类型。非致密混凝土体在雷达剖面上的波形是混沌的,同相轴是交错的。在雷达剖面上,混凝土与围岩结合面处反射波的同相轴呈弧形,与相邻道路不重合。根据这一特点,可以计算出空腔范围。由于爆破引起的围岩表面不平整,在确定空隙时应仔细分析和确认断面上的异常。
某公路隧道全长约1.6km,为了全面了解衬砌质量,在隧道竣工前进行了探地雷达检测。隧道衬砌类型为:SM3-设计衬砌厚度40cmSm4——设计衬砌厚度为35厘米;Sm5——设计衬砌厚度为30cm。图10.18为里程号K21+390 ~ K21+430段边墙测线地质雷达剖面图。本段衬砌类型为Sm5。图中10ns附近的波动同相轴是围岩界面反射波的同相轴。图10.19显示了混凝土衬砌的计算厚度曲线。
图10.18k 21+390 ~ k 21+430边墙测线地质雷达剖面图。
图10.19k 21+390 ~ k 21+430侧墙测线混凝土衬砌厚度解释曲线。