民营科技 ２ｏｌｏ￣。。 市政与路桥 谈谈隧道衬砌病害检测方法与治理技术 焦红卫 （中铁十八局集团第一工程有限公司，河北涿州０７２７５０） 摘措施。 要：主要介绍了隧道衬砌病害检测技术的发展历程，通过对检测技术发展的对比介绍，阐明了无损检测方法的优点并提出了病害治理技术 关键词：隧道病害；有损检测；无损检测；锚杆支护 性差时（如存在蜂窝、架空等），这部分区域与周围混凝土电性差异增大， １ 隧道衬砌病害检测技术的发展 最早的隧道检测手段是用钻孔探测衬砌的厚度和空洞，这种方法比 反射波增强；当其完整致密时，混凝土性质相对均反射波很弱。该方法可 较直观，但难免对隧道壁造成损伤，甚至使隧道衬砌的防水系统遭到破 根据波形记录直接分析混凝土内部缺陷的分布和形态，具有可视性，可 坏，造成严重后果。而且这种检测方法速瞳漫，一般都是凭感觉判断，容 根据探测深度、分辨率的要求选用不同频率的天线，可在结构物表面进 易造成误差，只能少量抽样，不能反映隧道混凝土衬砌结构的整体质量。 行，灵活性较好，在同一部位可进行多次重复测试。该方法具有很快的检 由于有损检测手段存在的弊端太多，人们开始了无损检测技术的探 测速度（每小时８０ｋｍ），并且可以连续检测，适合面积性的混凝土检测工 索与研究，于是，多种无损检测方法开始用于衬砌混凝土的质量检测。这 作。 些方法概括起来说，就是利用声、光、电、磁和射线等方法，来检测、推定 ６）由上分析可知：ａ．有损检测技术已经不太适合现在的隧道衬砌病 混凝土强度、密实度、均匀度以及存在的缺陷等。与有损检测相比，无损 害检测技术发展要求；ｂ．通过对几种无损检测方法优缺点的对比，可以 检测具有仪器简单、操作方便、费用较低、不破坏结构、可进行重复测试 找出适合隧道衬砌病害具体情况的检测方法；ｃ．无损检测方法是隧道衬 等优点。 砌病害检测技术发展的方向，其高效、快速、准确的特点是有损检测方法 ２隧道病害无损检测技术现状 无可比拟的：无损检测技术发展的前景是相当光明的。 无损检测方法包括垂直反射法、回弹法、超声波法、浅层地震法和这 ３隧道病害治理技术措施 些年发展起来并得到广泛应用的探地雷达法。每种方法都有各自的优 ３．１注浆加固堵水技术 势，同时也有各自的不足，现分述如下： 注浆作为加固围岩的一种手段，在隧道病害治理中所起的作用主要 １）垂直反射法。该法是种极小偏移距离（收发距离）的反射方法，其 表现存加固地层以提高围岩的承载力和充填衬砌背后空洞使衬砌均匀 工作原理是由发射探头向混凝土块发射一声脉冲波，在波传播过程中遇 受力，从而达到阻止衬砌结构继续变形或破坏。同时，浆液能充填岩体裂 到波阻抗有明显差异（如脱空、蜂窝等）时将产生反射波而返回到混凝土 （－ｆＬ）隙（洞），降低地层透水系数，同时能够修补衬砌混凝土结构裂缝达到 表面被接收传感器接收。通过对记录下的弹性波信号的振幅、相位、频率 加固和阻水的双重目的。通常采用的浆液有普通硅酸盐水泥（或特殊）单 等进行分析，即可判断出混凝土中的缺陷 该方法可在混凝土表面进行， 液浆、水泥水玻璃双组份浆液及化学浆液等。 当向被探测对象激发一纵波时，传感器所接收到的反射信号中只有纵 ３．２锚杆支护技术 波，不含横波等其它类型的转换波，记录波型的成份单一，资料分析十分 锚杆具有悬吊作用、组合梁作用、紧固作用及均匀压缩拱作用，在隧 简单，该项技术已广泛应用于桩基检测工作。该方法的不足就是反射震 道结构产生病害部位安设锚杆，可有效提高围岩的整体承载能力，将已 源和接收检波器必须具有短余振特性，并要解决好高频与大功率之间的 产生裂纹的衬砌混凝土与已加固的同岩结合在一起，阻止衬砌结构的进 矛盾。 一步破坏。 ２）回弹法。该方法是在混凝土侧面或顶面（底面）均匀布置一定数量 ３．３套衬技术 的测点，利用回弹仪测得混凝土的回弹值，并根据已知的测强曲线，以及 病害治理ｒ｛】如衬砌产生的裂缝不密集，尚不足以危及隧道结构安 混凝土抗压强度与混凝土表面回弹值之间存在的统计相关关系，通过换 全，经加固后仍有较强的承载能力，而且存在净空断面缩小的余地，在安 算求得混凝土当前状态和强度，用以检测混凝土的质量雨Ｉ抗压强度。其 设锚杆、注浆加固的基础 ，可以考虑施作套衬。套衬就是在既有衬砌内 优点在于：仪器构造简单，方法易于掌握，俭测 作有较好的灵活性，可 表面再灌注一定厚度的混凝土，与既有衬砌共同承担围岩压力。套衬可 以在结构物的任何部位进行检侧，适用于施ｊ－现场对混凝土强度进行随 以有效地阻止既有衬砌进一步裂损变形，同时可起到防水的作用。 机的、大量的检测。但是，回弹法反映的仅是混凝土表面ｌ０ １５ｅａｒ。厚度 ３．４结构抽换技术 范围内的质量，即只用于检测混凝土表面的质量检测。 隧道衬砌结构如果裂缝交错分布，密度较大，并伴有片块剥落，严重 ３）超声波法。该方法是在结构的表面或钻孔内布置一定数量的测 错台，侵入净空限界，使原衬砌失去使用功能，则应考虑拆除旧的衬砌结 点，利用低频超声波侧混凝土的波速，将测得的波速与标准状态的波速 构，重新施作新的衬砌。结构抽换过程中，必须采取如下措施，保证施工 对照，从而求得混凝土的质量和强度。该方法可以在结构的表面、相向的 和隧道结构安全。１）架设钢架支撑，抑制结构变形发展；２）注浆加固围 两对侧面进行对测，还可以对钻孔进行单孑Ｌ或跨孔测量（桩基检侧中的 岩，并利用注浆管悬吊既有裂损衬砌；３）运用静态破碎及控制爆破技术 声波透射法）。其优点是测试时超声脉冲穿透混凝土的全部厚度或较深 拆除有裂损混凝土，并严格控制开挖进尺；４）及时进行初期支护并加强 的内部｝昆凝土，试验结果能够较好地反映被测结构物的质量，测试工作 监控量测。 有较好的灵活性，可以有同一部位进行多次重复侧试，无需钻孔检测混 ３．５渗漏水引排技术 凝土结构内部缺陷。超声波检测混凝土是逐点进行观测，其 作效率不 地下水在公路隧道病害成因中，是最活跃、最具破坏力的因素，隧道 适合大面积的隧道检测工作。 渗漏水病害治理难度最大，其治理效果能够综合反映隧道整治质量。对 ４）浅层地震法。该方法是以测量对象的弹性差异为物理前提的。其 于从衬砌表面ｆ主要在“三缝”部位）渗漏出来的地下水，必须配合采用引 基本工作方法是在某一条测线上或浅井中用炸药或重锤作震源激发地 排技术治理。 震波，当地震波向下传播遇到弹性不同的分界面时，就会发生反射、透射 参考文献 和折射，再沿测线的不同位置用专门的地震勘探仪器记录这些地震波。 ［１］刘玉乾，刘国伍撤路隧道无损检测技术与应用［Ｊ】．铁道标准设计， 根据波的振幅、速度等参数就可推断测量对象的性质。地震法能探测到 ２００４． 隧道围岩中较远的范围，其最大的不足就是工作效率太低： 『２１邓涛，杨林德，李雷．公路隧道混凝土衬砌强度的无损检测方法研究 ５）探地雷达法。探地雷达法（简称ＧＰＲ）是利用高频电磁波以宽频带 【Ｊ１．河北建筑科技学院学报，２００４，２． 短脉冲形式，由地面通过发射天线定向送入地下，经过存在电性差异的 【３】陈建勋．隧道混凝土村砌质量检测方法【Ｊｊ．长安大学学报：自然科学 介质反射后返回地面，被接收天线接收，电磁波在介质中传播时，其路 版．２００２．２２． 径、电磁场强度与波形将随所通过混凝土的电性与状态而变化。当发射 『４１蒋仕民．永连公路路基“病害”勘察『Ｊ１．岩土工程界，２００１，４． 与接收天线以固定的间距沿测线同步移动时，就可以得到反映测线以下 『５１王文龙．青藏铁路多年冻土勘察的物探方法选择及其应用效果［Ｊ】．物 介质的雷达图像。在进行隧道衬砌检测时，介质为混凝土，当混凝土均一 探与化探，２００３．
