CN106157182B - 一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法，属于公路工程技术领域。本发明对隧道仰拱进行质量检测，检测采用无损的检测方法；检测项目为初支钢拱架间距、钢拱架的埋置深度和仰拱混凝土密实度；然后对检测结果进行分类判定，得到AAA、AAB、ABB、BBB的四种组合，并对得到的组合进行定性，同时根据定性结果来选用适宜的处治措施。本发明将仰拱的缺陷归类化，可快速完成对隧道仰拱缺陷的检测，并方便判定病害成因，可根据判定缺陷程度的轻重采取相应对策、“对症下药”，选用适宜的处治措施，及时治理病害，确保仰拱稳定和结构安全，具有较普遍的推广应用意义。

Description

一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法

技术领域

本发明属于公路工程技术领域，具体涉及一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法。

背景技术

仰拱是隧道的主要组成部分之一，是隧道结构的基础，它既要将隧道上部的地层压力通过边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还需有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。仰拱受力状态复杂，可看做是一种能承受地层永久荷载和路面荷载的地基梁（板）。仰拱的施做效果将直接影响隧道结构基础承载力和地基变形量，以及结构的整体性、稳定性甚至安全性。

在实际公路隧道工程的建设中，有时由于对仰拱的认知和重视程度不足，对隧址区地质条件的了解不充分，同时迫于建设工期的需要，以及施工方追求“多、快、好、省”宗旨等多方面的原因，仰拱施工过程中常常有许多未做到位的地方，亦即存在部分缺陷，进而导致出现仰拱底鼓、路面开裂，甚至衬砌开裂的病害。

对于隧道仰拱的质量即缺陷问题，一方面强调施工过程控制，但另一方面，对建成隧道（或仅仰拱施工完成），若发现缺陷问题，就必须处治。

现有的隧道仰拱病害处治技术已提及仰拱质量缺陷的分类，但尚无“缺陷程度”这一概念，对缺陷程度的判定方法及缺陷归类化也更未涉及；对病害的处治方案，也呈多样性、甚至略显杂乱，另外现有仰拱病害处治技术方法的过程环节较多，历时较长。目前还没有一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法。

发明内容

在目前的工程技术领域，对公路隧道仰拱质量缺陷的判定方法尚无系统性的规定，为填补该空白，并克服现有技术的不足，本发明提出一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法，包括如下步骤：

步骤（1），对隧道仰拱段落进行质量检测：对该段落的仰拱进行质量检测，检测采用无损的检测方法；检测项目为初支钢拱架间距、钢拱架的埋置深度和仰拱混凝土密实度；其中，对仰拱混凝土密实度检测采用地质雷达法；

步骤（2），对步骤（1）的检测结果进行分类，分类方法如下：

对于初支钢拱架间距检测项，如果检测结果≥1.25倍设计间距，则该检测项判定为A类；如果检测结果＜1.25倍设计间距，则该检测项判定为B类；

对于钢拱架的埋置深度检测项，如果检测结果≤0.8倍设计埋深深度，则该检测项判定为A类；如果检测结果大于0.8倍设计埋深深度，则该检测项判定为B类；

对于仰拱混凝土密实度检测项，如果检测得到的雷达图像同相轴连续性好，波形、波长稳定一致，则表明密实度好，该检测项判定为B类；反之判定为A类；

步骤（3），根据步骤（2）的判定结果，三种检测项的判定结果为AAA、AAB、ABB、BBB的四种组合，其中A和B顺序不分先后；对四种组合所表明的该仰拱段质量缺陷程度以表1进行定性；

表1

若果判定结果组合中含A，须采取处治措施对仰拱进行修复；如果判定结果为AAA，则表明该段落隧道仰拱存在严重质量缺陷，须及时采取处治措施进行修复；如果判定结果为BBB，则表明该段落隧道仰拱不存在质量缺陷，但为防止邻近存在质量缺陷段落的牵连影响，需对本判定段落的路面及衬砌结构进行观测。

进一步，优选的是步骤（1）所述的初支钢拱架间距和钢拱架的埋置深度也采用地质雷达法进行检测。

进一步，优选的是根据隧道仰拱已经发生病害的状态，或仰拱虽暂未出现病害但估计病害可能会发生的预测，初步确定步骤（1）需要检测的隧道仰拱段落。

进一步，优选的是根据路面及衬砌结构出现病害（如路面隆起、二衬开裂）的里程位置确定仰拱待检测的段落范围。

进一步，优选的是如果已检测隧道仰拱段落的三种检测项中任意一项的A类缺陷程度长度超过50%该已检测隧道仰拱段落的长度，则扩延该隧道仰拱检测段落的范围，将已检测段落两端各50m的长度范围作为两个新的、独立的待检测段落，按步骤（1）~步骤（3）的方法判定其质量缺陷程度；若新的检测段落三检测项中任意一项的A类缺陷程度长度超过50%该段落长度，则再次向远离第一次检测的检测段落方向扩延50m，作为新的待检测段落，并按步骤（1）~步骤（3）的方法进行检测和判定，以此类推。

本发明根据判定结果进行修复或处治时，首先从大的方面确定处治方案；同时，结合既往勘察、施工过程中超前地质预报、监控量测及其它相关资料综合分析，再从细的方面确定各段是否需要适当增加或减少相关措施；最后确定仰拱各个存在缺陷段落段的具体处治措施。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明是将仰拱质量问题归结为初支钢拱架间距过大（也即钢拱架榀数不够）、钢拱架的埋置深度不足（也即仰拱厚度不足）、仰拱混凝土密实度不够等三类。而三类缺陷指标又存在或重、或轻的不同程度，针对仰拱的具体某一段落，将三指标的不同程度进行组合，由组合结果判定该段的质量缺陷总体状态，进而采取对应的处治措施。

本发明公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法将仰拱的缺陷归类化，可快速完成对隧道仰拱缺陷的检测，并方便判定病害成因，可根据判定缺陷程度的轻重采取相应对策、“对症下药”，选用适宜的处治措施，及时治理病害，确保仰拱稳定和结构安全，具有较普遍的推广应用意义；本发明的方法与现有的仰拱病害处治技术相比，处治时间可缩短40%左右、处治成本可节省30%左右。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用仪器、装置等未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法，包括如下步骤：

步骤（1），根据隧道仰拱已经发生病害的状态，或仰拱虽暂未出现病害但估计病害可能会发生的预测，初步确定步骤（1）需要检测的隧道仰拱段落；

对需要检测的隧道仰拱段落进行质量检测，检测采用无损的检测方法；检测项目为初支钢拱架间距、钢拱架的埋置深度和仰拱混凝土密实度；优选无损的检测方法为地质雷达法；

步骤（2），对步骤（1）的检测结果进行分类，分类方法如下：

对于初支钢拱架间距检测项，如果检测结果≥1.25倍设计间距，则该检测项判定为A类；如果检测结果＜1.25倍设计间距，则该检测项判定为B类；

对于钢拱架的埋置深度检测项，如果检测结果≤0.8倍设计埋深深度，则该检测项判定为A类；如果检测结果大于0.8倍设计埋深深度，则该检测项判定为B类；

对于仰拱混凝土密实度检测项，如果检测得到的雷达图像同相轴连续性好，波形、波长稳定一致，则表明密实度好，该检测项判定为B类；反之判定为A类；

步骤（3），根据步骤（2）的判定结果，三种检测项的判定结果为AAA、AAB、ABB、BBB的四种组合，其中A和B顺序不分先后；对四种组合所表明的该仰拱段质量缺陷程度以表1进行定性；

表1

若果判定结果组合中含A，须采取处治措施对仰拱进行修复；如果判定结果为AAA，则表明该段落隧道仰拱存在严重质量缺陷，须及时采取处治措施进行修复；如果判定结果为BBB，则表明该段落隧道仰拱不存在质量缺陷，但为防止邻近存在质量缺陷段落的牵连影响，需对本判定段落的路面及衬砌结构进行观测。

其中，如果检测时，已检测隧道仰拱段落的三种检测项中任意一项的A类缺陷程度长度超过50%该已检测隧道仰拱段落的长度，则扩延该隧道仰拱检测段落的范围，将已检测段落两端各50m的长度范围作为两个新的、独立的待检测段落，按步骤（1）~步骤（3）的方法判定其质量缺陷程度；若新的检测段落三检测项中任意一项的A类缺陷程度长度超过50%该段落长度，则再次向远离第一次检测的检测段落方向扩延50m，作为新的待检测段落，并按步骤（1）~步骤（3）的方法进行检测和判定，以此类推。

应用实例

对某隧道，发现有5个病害段，按本发明的方法，查阅隧道设计相关资料，各指标项的设计参数（要求）如表2所示。

表2

按本发明的方法提出各缺陷程度的判定条件，如表3所示。

表3

将三检测判定指标项的判定结果组合在一起，可能出现AAA、AAB、ABB、BBB的四种组合（其中A和B放入顺序不分先后），按该方法，本应用例隧道5个病害段各段缺陷程度组合的结果如表4所示。

表4

针对本应用例隧道，其处治措施是采用的打管注浆，根据不同的缺陷程度组合选用不同的打管注浆参数，如表5所示。

表5

注：*上表中针对缺陷程度为BBB的段落制定了打管注浆的仰拱注浆加固方案，该方案为一备用方案；但在隧道其它段落处治、及处治完成经后续观测，整个过程中，该段落边墙裂缝未发展，也未发生其它病害，故该备用的加固方案没有实施。

应用本发明方法，针对本应用例隧道仰拱病害的处治，达到了迅速判定病害成因，迅速采取对应处治措施，及时治理病害的效果，且从后期观察、监测结果表明，隧道仰拱及衬砌结构均处于稳定、安全的状态。

因仰拱病害的发展可能呈恶性循环的态势，其处治强调及时性，与传统的仰拱病害处治方法相比，本方法最大的优点是快速高效，表6所示为本发明方法与传统方法/现有技术的处治耗时的对比表，表中略去了细小、相同的工序环节，仅列了主要部分，从表看出，本发明方法节约大量的处治过程时间（缩短了40%），直接根据检测结果，作质量缺陷组合，采取处治措施，及时治理病害；另从处治成本估算，本发明方法节省了约30%。

表6

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种公路隧道仰拱质量缺陷程度的判定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1），对隧道仰拱段落进行质量检测：对该段落的仰拱进行质量检测，检测采用无损的检测方法；检测项目为初支钢拱架间距、钢拱架的埋置深度和仰拱混凝土密实度；其中，对仰拱混凝土密实度检测采用地质雷达法；

步骤（2），对步骤（1）的检测结果进行分类，分类方法如下：

对于初支钢拱架间距检测项，如果检测结果≥1.25倍设计间距，则该检测项判定为A类；如果检测结果＜1.25倍设计间距，则该检测项判定为B类；

对于钢拱架的埋置深度检测项，如果检测结果≤0.8倍设计埋深深度，则该检测项判定为A类；如果检测结果大于0.8倍设计埋深深度，则该检测项判定为B类；

对于仰拱混凝土密实度检测项，如果检测得到的雷达图像同相轴连续性好，波形、波长稳定一致，则表明密实度好，该检测项判定为B类；反之判定为A类；

步骤（3），根据步骤（2）的分类方法得到三检测项判定结果为AAA、AAB、ABB、BBB的四种组合，其中A和B顺序不分先后；对四种组合所表明的该仰拱段质量缺陷程度以表1进行定性；

表1

判定结果组合 缺陷程度 AAA 高 AAB 中 ABB 低 BBB 无

若果判定结果组合中含A，须采取处治措施对仰拱进行修复；如果判定结果为AAA，则表明该段落隧道仰拱存在严重质量缺陷，须及时采取处治措施进行修复；如果判定结果为BBB，则表明该段落隧道仰拱不存在质量缺陷，但为防止邻近存在质量缺陷段落的牵连影响，需对本判定段落的路面及衬砌结构进行观测；

步骤（1）所述的初支钢拱架间距和钢拱架的埋置深度也采用地质雷达法进行检测；

根据隧道仰拱已经发生病害的状态，或仰拱虽暂未出现病害但估计病害可能会发生的预测，初步确定步骤（1）需要检测的隧道仰拱段落；

根据路面及衬砌结构出现病害的里程位置确定仰拱待检测的段落范围；

如果已检测隧道仰拱段落的三种检测项中任意一项的A类缺陷程度长度超过50%该已检测隧道仰拱段落的长度，则扩延该隧道仰拱检测段落的范围，将已检测段落两端各50m的长度范围作为两个新的、独立的待检测段落，按步骤（1）~步骤（3）的方法判定其质量缺陷程度；若新的检测段落三检测项中任意一项的A类缺陷程度长度超过50%该段落长度，则再次向远离第一次检测的检测段落方向扩延50m，作为新的待检测段落，并按步骤（1）~步骤（3）的方法进行检测和判定，以此类推。