公路隧道常见质量问题与检测技术的探讨

康钦峰杨成铭王朝阳

【摘要】公路是经济的血管。一个地区的经济发展，离不开便利的交通运输，而公路是最广泛、最便捷的运输渠道。随着我国公路建设的快速发展，山区、丘陵等复杂地形路段的隧道工程也越来越多，公路隧道的建设成为现代交通建设中一个重要项目。本论文分析了公路隧道的常见质量问题，并针对各种隧道检测技术进行了探讨研究。

【关键词】公路隧道施工质量无损检测雷达技术

1.前言

丘陵、山地及高原的面积大约占我国土地总面积的70%。之前在山区或丘陵地带修建公路时，主要以盘山绕行为设计方向，极少涉及隧道的修建。近年来，国民经济快速发展的同时带动了我国交通建设的迅猛发展，修建的公路里程日益加长，公路等级也越来越高。随着公路交通的逐年发展，技术水平的不断进步，公路隧道也快速发展起来。公路修建过程中，如果遇到山岭、丘陵、甚至江河的阻碍，都可以通过修建隧道的方法继续施工，这样，不仅可以缩短公路里程，节约土地，还能够保障车辆行驶安全，有时还可以减少施工工作量。

但是，修建公路隧道与修建一般公路或桥梁相比，它的建设管理更为复杂，建设难度更大。因此，随着我国隧道规模越来越大，建设过程中也出现了越来越多的病害或质量问题，为我国的公路隧道建设带来很大的挑战。工程师和建设者要正确面对隧道建设中出现的质量问题，认真研究隧道质量检测技术及解决方案，保证公路交通的安全运营。

2.公路隧道的常见质量问题

公路隧道在它与众不同的功能性及结构性要求下，往往比其他建设工程的施工难度要大。而且，会出现很多质量问题，比如：洞内渗漏水、衬砌裂缝、拱墙背后脱空、限界受侵、喷射混凝土支护不平整等等，只有正确认识到这些问题的成因及现象，才能找出解决办法。

2.1洞内渗漏水

公路隧道在建设的过程中以及建成之后，多少都会受到地下水的影响。如果支护技术不成熟、衬砌密度不够、混凝土中间存在空隙、振捣不到位，隧道的墙、拱就会出现滴水、渗水、漏水现象，隧道路面也会出现冒水现象。这种情况会对行车安全带来隐患，甚至威胁到衬砌结构稳定。

2.2衬砌裂缝

衬砌开裂通常都是因为多种原因综合作用导致的，主要因素有两方面：一是设计局部不符合实际地形，隧道的结构设计受力不均。二是施工方法不规范，管理不当。其中，施工方面的问题主要因为拆除模型时间过早、基底清理得不够干净、混凝土灌注速度不对、衬砌厚度不均匀等原因。

2.3拱墙背后脱空

拱墙背后脱空是拱墙与初期支护之间存在空洞，导致隧道表层结构不稳定。其原因是由于预留的防水卷材不足、混凝土水灰比调整不及时、没有有效堵塞初期支护与堵头模型间的空隙。

2.4限界受侵

建设公路隧道的过程中，可能会遇到比较松软的地层，围岩在较大的地压时会产生很大的变形，不当的施工方法或不及时正确支护都可能造成塌方。通常施工人员会为了保证施工安全而急于修筑，从而忽视了断面界限，使界限受侵。也有可能因为在混凝土浇筑衬砌过程中模板刚度、强度不足而走模，导致限界受侵。

2.5喷射混凝土支护不平整

用混凝土喷射支护表面时，经常会出现波浪状、葡萄状或丘陵状等凹凸不平的现象。支护表面不平整，严重影响到防水板等防水材料的铺设。这种现象可能是由于超挖过度，又没有使用光面爆破的原因引起的。也有可能是因为混凝土本身质量不合格或钢筋网、钢拱架和格栅拱不平的原因。

3.公路隧道质量的检测技术

随着科技的不断发展，公路隧道的检测技术也越来越发达。各种各样的检测技术层出不穷，不但可以精确地检验出隧道存在的质量或环境问题，而且，对完工隧道的损坏也越来越小。我国在发展公路隧道修建水平的同时，对隧道的检测技术也颇有研究，特别是无损检测技术，在公路隧道质量检测中得到广泛运用。隧道检测技术为公路隧道的安全运营做出了巨大贡献。

3.1地质雷达检测技术

地质雷达检测技术是一种通过光谱电磁确定地下介质分布的检测技术。地质雷达主要由主机、两根天线以及配套软件三部分组成,其中，发射天线发射出的高频脉冲电磁波向地下传播，它的电磁场强度、途径及波形都会因所通过的介质介电常数不同而变化，并反射一部分电磁波由接收天线接收。雷达主机则对这部分反射波进行处理，从而推断出介质结构。地质雷达检测技术在检测隧道初期支护、混凝土不连续面、二次衬砌的厚度和背后空洞上有很好的效果。

3.2激光断面仪检测技术

隧道激光断面仪检测法是以某个物理方向为起算方向，间隔一定的角度或距离连续测定断面仪旋转中心与开挖的实际轮廓线交点之间的矢径，以及该轮廓线矢径与水平方向的夹角，实际开挖的轮廓线即所有矢径端点通过依次相连形成的曲线。若对隧道轴向间隔一定距离的数个断面进行测量，还能够计算出欠挖方量、超挖方量等数据。隧道建设在完成临时支护和初次衬砌后，以及隧道二次衬砌完工后的现场检测中，都要用到激光断面仪检测技术在同一里程处进行检测，以得到断面轮廓的数据资料，掌握隧道施工情况。

3.3回弹法检测技术

隧道工程在完成二次衬砌的修建后，通常采用回弹法对隧道质量进行检测。检测过程中，检测点应均匀分布在测区范围内，每两个测点之间至少相距30mm,一个测区中设置16个回弹值，分别去掉3个最大值和最小值，再以其余10个值得平均值为该测区最终回弹值，最后，换算并推定测区二次衬砌的混凝土强度。由于回弹法操作的可能性限制，一般是在隧道拱墙上端布置测区，将回弹仪安置成水平状态，正常情况下不必调整角度或修正浇筑面。

3.4声波反射法检测技术

由锚杆、围岩和混凝土砂浆组成的结构中，若从锚杆端点处发射弹性波，波会沿着锚杆传播并向四周辐射能量，并在锚杆和砂浆、围岩和砂浆之间的界面进行反射或透射。变截面杆是对锚固体系的简化，通过对其研究可以发现：当变截面杆的截面材料或面积不一样时，在之上传播的弹性波会在这个截面上发生反射及透射，并且反射波纹与透射波纹因材料类型或截面面积不同而不同。锚杆、围岩和砂浆的波阻抗差异很小，所以，当它们之间接触密实的时候，由锚杆发出弹性波几乎完全透射进入围岩，少数反射回来的能量信号也非常有规律。但当这三者之间没有均匀密实地浇灌时，砂浆中就会出现空腔等不密实段，弹性波就会在这些空腔与砂浆、锚杆与空腔的界面上产生变化较大、能量较强的反射。根据这个原理，用仪器接收锚杆上反射回来的信息，分析各个界面反射波的强度及反射时间的长短，即可测定锚杆长度和锚固的整体质量。锚杆质量检测仪就是进行声波反射检测的常用仪器，一般具有设置参数、采集数据和存储的功能。但对数据的精细处理还需借助相应的软件。

3.5火焰检测技术

隧道火焰检测技术从检测距离上分类可以分为接触式检测和非接触式检测两种方式。前者主要以温度和烟雾浓度为参数，后者则是利用红外线或紫外线测温技术和视频技术进行检测。隧道火焰检测技术是火灾检测的重要手段。

4.结语

公路隧道质量问题是事关公共安全、经济稳定的重要问题。受人为、自然、技术等因素影响，它的表现形式多种多样，具有不同程度的危害性。为了尽可能减少甚至消除公路隧道质量问题，必须在公路隧道从设计到施工保养的各个环节严格把关，积累经验，因地制宜，探索出新技术、新工艺，不断提高隧道施工水平，以确保施工安全及隧道质量，造福社会。

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