衬砌是沿隧道洞体附近用混凝土结构等材料建造的永久支撑结构,以避免围岩变形或塌陷。衬砌技术一般用于交通隧道和水利渠道。二次衬砌是在隧道已经进行初期支撑的情况下,用混凝土等材料建造的内衬砌体。隧道二次衬砌是提供安全储备或承担后期软岩压力隧道的关键结构。
隧道二次衬砌灌浆存在拱顶混凝土不饱满的问题。目前处理隧道二次衬砌灌浆不圆的方法是调整灌浆填充,通过操作灌浆压力来区分拱顶是否充满空气。
灌浆性能和灌浆厚度检测技术主要包括钻孔取芯法、地质雷达法和声振法。钻孔取芯法包括直接在隧道二次衬砌上进行钻孔抽样,可以直接获得隧道二次衬砌的厚度和深度,但也会损害隧道衬砌结构。地质雷达法通过电磁波信号的变化区分隧道二次衬砌效果,具有无损高效的特点。
近年来发展起来的超声波检测方法具有页面敏感性,通过能力强,只对传播介质特性有很大差异(摆脱地质雷达对水敏感,难以实现隧道二衬厚实时监测的不足)、检验价格低(地质雷达仪价格的1/3)~1/2)已广泛应用于医疗、国防、工业、农业等行业。超声波检测技术也已应用于交通和土木工程行业,如混凝土堤坝、桥梁、桥梁、承台、灌注桩等大型混凝土的工后质量检验。
声振法是隧道二次衬砌后的另一种脱空和厚度无损检测技术。声振法的检测原理是将振动目标作为声学谐振子。如果振子中有缺陷,会对其各种谐振方法产生振动,改变谐振频率等声学特征。通过检测,可以获得声学谐振子各种方法特征的变化参数,并通过数据处理方法分析解决振动参数,从而完成对脱空面积和区域的系统识别。根据激励方法的不同,声振测定方法可分为敲击测试和声阻测试。
目前隧道二次衬砌施工的关键问题是拱顶混凝土灌浆不圆,导致软岩与二次衬砌混凝土接触不均匀,导致二次衬砌局部应力集中,最终发展成二次衬砌干裂。特别是在严寒和地表水系发达的地区,隧道二次衬砌拱顶的脱空和厚度不够。如果处理不当,很容易出现拱顶掉块等疾病,对后期操作造成极其严重的安全隐患。
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