劉佳
摘 要:在混凝土隧道工程建設(shè)中,不可避免地會遇到各種不良地質(zhì),不利于隧道開挖作業(yè)的順利開展,若處理不當(dāng),則可能誘發(fā)安全事故。為有效解決這一問題,可以采用雷達探測技術(shù),對隧道地質(zhì)進行檢測,通過提前發(fā)現(xiàn)各種狀況,為開挖作業(yè)提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:隧道工程;探底雷達;地質(zhì)檢測
0 引言
隧道施工環(huán)境復(fù)雜,隱蔽工程數(shù)量多,易對施工質(zhì)量造成不良影響。應(yīng)用無損檢測技術(shù)能夠及時掌握隧道的實際情況,以便采取針對性的處理措施,保證施工安全。無損檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢在于可幫助施工人員明確工程地質(zhì)、結(jié)構(gòu)等方面的真實情況,動態(tài)化調(diào)整施工方案,建設(shè)高品質(zhì)的隧道工程。
1 探地雷達的原理
探地雷達又被稱為地質(zhì)雷達,簡稱GPR,是一種利用電磁波進行地質(zhì)勘探的方法,其基本工作原理如下:探地雷達發(fā)出的電磁波具有比較寬的頻譜,在對地下介質(zhì)進行探測的過程中,需要將天線與地面貼近,由發(fā)射機發(fā)出電磁波并傳入大地中。當(dāng)電磁波在地下遇到不同的介質(zhì)后,會產(chǎn)生反射或是透射,接收機會對反射回來的電磁波進行接收,并以圖形資料的形式進行顯示,從而判別目標(biāo)的特性。
2 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用意義
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無損檢測技術(shù)成為工程質(zhì)量檢測領(lǐng)域的主流方法,在隧道工程中取得廣泛應(yīng)用,其在獲得高精度檢測數(shù)據(jù)的同時,還可有效保護隧道結(jié)構(gòu),解決了傳統(tǒng)檢測技術(shù)安全隱患多、結(jié)構(gòu)受損的問題,是隧道工程質(zhì)量分析工作中的重要技術(shù)支撐。隨著隧道工程建設(shè)規(guī)模的擴大,無損檢測技術(shù)的應(yīng)用水平逐步提高,能夠采集到準(zhǔn)確的隧道結(jié)構(gòu)信息,工程建設(shè)人員可根據(jù)檢測數(shù)據(jù)判斷隧道結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況,進而采取針對性的處理措施,從源頭上消除質(zhì)量問題,以免因處理不到位而對后續(xù)施工及隧道的安全運營造成不良影響。地質(zhì)雷達法和超聲回彈綜合法是較為常用的隧道無損檢測方法,本文重點對上述兩種方法展開分析。
3 雷達檢測技術(shù)在混凝土隧道地質(zhì)檢測中的應(yīng)用
3.1 探地雷達隧道檢測數(shù)據(jù)采集情況研究
該探針有一個頻率更高的天線,該天線又具有更高的頻率、更高的深度和更低的分辨率。為此,隧道檢測過程應(yīng)結(jié)合檢測使用適當(dāng)?shù)念l率相關(guān)天線,例如b.一個sir-30e探針顯微鏡和一個路人,通常在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集過程中為參數(shù)采集模式、窗口、增量和大小、濾波器等進行配置。在實際數(shù)據(jù)采集之前,距離測量是根據(jù)波長進行的,距離自動檢測是通過900 MHz天線進行的,第二個400 MHz天線使用,并設(shè)置為距離測量模式。如果結(jié)合使用窗口并選擇初始厚度進行檢測,則采樣點的數(shù)量約為1.2倍,同時相應(yīng)地延長采樣時間。為每秒掃描數(shù)選擇一個較大的值。此過程易受儀表、采樣點數(shù)以及選擇自動增量后手動設(shè)置檢測目標(biāo)的影響。要加強的點數(shù)由視窗大小決定。如果窗口足夠短,可以選擇3點增量,建議使用5點增量。此外,調(diào)整增益大小會增加反射率,增加太容易受到信號衰減的影響,進而導(dǎo)致信號惡化,特別是通過垂直和水平深度,其中天線的選擇頻率約為8%,而較低的頻率則建議天線頻率比2.5倍更好。
3.2 在破碎帶檢測中的應(yīng)用
G318池州只殷匯段改建工程蓮花山隧道場地屬構(gòu)造剝蝕低山丘陵地貌,地表植被較發(fā)育,種類以毛竹為主,伴以灌木。進口端存在山體沖溝,覆蓋厚度較薄、全風(fēng)化花崗巖比較厚,巖土較破碎,強度和穩(wěn)定性較差,造成進洞段的地形呈現(xiàn)偏壓現(xiàn)象。該隧道洞身的巖性為Ⅴ級,同時洞口存在山體常年沖擊累計淤泥層,地質(zhì)環(huán)境較復(fù)雜。該隧道洞身巖層以紅砂巖為主,埋深相對較大,由于砂巖的質(zhì)地比較軟,在隧道開挖時,可能會發(fā)生膨脹變形。通過探地雷達對該隧道出口端進行探測后得到相應(yīng)的剖面圖,由此可知,局部界面存在反射波,強度相對較高,并且在同相軸上有多處錯斷,頻率變化大。依據(jù)該隧道前期的地質(zhì)勘查資料并結(jié)合隧道掌子面的圍巖情況,作出如下推斷:在該隧道掌子面前方18 m范圍內(nèi)的巖體整體性較好,但局部巖體受節(jié)理裂隙發(fā)育的影響出現(xiàn)破壞,從而形成破碎帶,穩(wěn)定性大幅度降低,施工中容易坍塌。后續(xù)對該段進行開挖時發(fā)現(xiàn)巖體破碎帶,驗證了之前的推斷。由此可見,探地雷達能夠有效檢測出隧道地質(zhì)中的破碎帶。
3.3 二次襯砌檢測情況
隧道的第二層襯砌材料易受圍巖影響,周邊層I-III表明整體性能較好。穩(wěn)定支承柱主要由塑料混凝土護壁結(jié)構(gòu)組成,初始設(shè)備和支承柱不相加。鋪裝層接口、分層表面以便于查看,無反射信號,混凝土和巖石可以無縫地相互匹配。在實際的車輪網(wǎng)搜索中,混凝土電子存在顯著差異,如果電氣差異基本相同,則可通過濾波器+局部加固、相位跟蹤等對交錯表面進行評價。襯套材料中釋放錯誤的發(fā)生會導(dǎo)致空氣、混凝土、地形等處的軸阻抗差異過大,其中反射率很高,并且較低的信號影響很大,很容易察覺。對于性能差且穩(wěn)定性差的Ⅴ~Ⅳ軟開口銷塊,可采用結(jié)構(gòu)鋼、格柵桿作為弧形支架、后二層鋼筋墊、弧形波浪信號車輪截面作為反射率曲線進行初步支撐,這主要導(dǎo)致較小的雙線反射率較好。反射率較好,反射率相同,反射率通常安裝在兩個平板上。不透明的缺陷、孔內(nèi)缺陷、雷達信號的同一波形表明了同一軸周圍的徑向狀態(tài),強散射信號不能連續(xù),反射波波長較多,持續(xù)時間很長,造成了隧道工程人員必須認真對待的嚴重的排空問題。
3.4 初步支持質(zhì)量檢查
根據(jù)初期支護服務(wù)的特點,質(zhì)量檢測應(yīng)集中在三個方面:(1)初期支護與巖石之間的陷印;(2)鋼軌布置,z.例如,數(shù)量、位置等。(3)探測該地區(qū)周圍的巖石?,F(xiàn)場檢查后發(fā)現(xiàn),第一基地后面有一個空腔,造成施工過于嚴密,沒有對超過巖石投射區(qū)采取科學(xué)補救措施,只有鋼柱后才涂上合適的棉料,并注入混凝土噴淋。這使得有效消除第一個連接體與周圍巖石之間的間隙變得困難,這在弧和弧的兩側(cè)最為明顯。通過檢測采集車輪圖像,研究石棉參考底圖的特點。
3.5 在軟弱夾層檢測中的應(yīng)用
G328池州至殷匯段改建工程洪村隧道從剝蝕丘陵地貌穿越,其下伏的基巖以紅砂砂巖為主,從基巖的整體情況看,抗風(fēng)化的能力相對較差,在水的作用下,巖體會出軟化、崩解的情況。隧道進口端頂部為砂巖,存在明顯的出露現(xiàn)象,節(jié)理較為發(fā)育,砂巖的抗風(fēng)化能力弱,軟巖與硬巖相接觸的部位可能存在富水。經(jīng)推測該隧道中某一段發(fā)育向斜,為軟巖與硬巖的接觸帶,在該接觸帶的局部有上層滯水。由于隧道洞身的埋深相對較大,加之受到構(gòu)造的影響,導(dǎo)致局部位置處的基巖可能出現(xiàn)破碎的情況。在對該隧道進行開挖的過程中,因出口端的邊仰坡非常不穩(wěn)定,所以要做好支護。
4 結(jié)束語
本文通過分析典型案例研究,介紹了地質(zhì)雷達設(shè)施在施工中用于隧道襯砌質(zhì)量探測、圍城以及有效解決施工過程中可能出現(xiàn)的問題的作用。目前還在進一步研究國內(nèi)催化劑修復(fù)技術(shù),在準(zhǔn)確性、科學(xué)性和可行性方面仍需改進。
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