CN110109181B - 一种隧道混凝土二次衬砌背后空洞监测方法 - Google Patents
一种隧道混凝土二次衬砌背后空洞监测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种隧道二衬背后空洞检测仪，包括交流转换器、按钮开关停、按钮开关启、转换开关、电源指示灯、工作指示灯、空气开关、限位器、二衬预埋电线和检测端电线，二衬预埋电线至少为2根沿着隧道纵向布设在拱顶，所述交流转换器实现限位器、指示灯、按钮开关之间接触转换；所述限位器为DF‑96E水泵全自动水位控制器。本发明同时公开了一种隧道二衬背后空洞检测方法。该检测仪从根本上解决了二衬背后空洞的病害发生，保证了隧道结构的稳定性和耐久性，提高隧道的运营和全寿命效果。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及隧道二衬背后空洞检测仪及背后空洞检测方法，该检测仪适用于所有隧道二衬混凝土在浇筑过程中背后空洞的预防检测。
背景技术
在隧道工程中，二次衬砌作为隧道的主体结构，不仅具有加固支护的功能，而且负有美化洞室的作用。二衬背后空洞不仅影响二衬施工质量及加固支护功能的实现，同时出现空洞后二次注浆将对二衬表观造成一定程度的影响，二衬背后空洞成为二衬结构的主要病害之一，影响隧道全寿命正常运营。因此，如何在二衬施工过程中预防背后空洞，确保二衬厚度符合规范、设计要求，对二衬施工质量的提升具有很大帮助。
《公路隧道施工技术规范》(JTJ/F60-2009)与《公路隧道施工技术细则》(JTJ/TF60-2009)对隧道二衬混凝土施工的要求为每板在拱顶预留注浆孔不少于4个，待混凝土强度达到100％后进行注浆填充，该方法为二次注浆“补救”措施，如何在二衬混凝土施工过程中便能确保浇筑饱满成为提升二衬混凝土施工质量的关键技术。
隧道二衬背后空洞已成为影响隧道结构功能的主要病害之一，检测手段往往依靠后期超声检测，若后期发现空洞则需进行二次注浆，二次注浆不仅影响隧道二衬施工质量而且增加施工成本，在施工中应该加以控制。为此，为了实现二衬混凝土在浇筑过程中便能检测是否饱满，提升二衬施工质量，实现隧道工程快速、标准化施工，提高工作效率，经研发人员认真思考、论证和实践，结合电路学原理，通过多次改进优化，发明了一种隧道二衬背后空洞检测仪。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种隧道二衬背后空洞检测仪，包括交流转换器、按钮开关停、按钮开关启、转换开关、电源指示灯、工作指示灯、空气开关、限位器、二衬预埋电线和检测端电线，二衬预埋电线至少为2根沿着隧道纵向布设在拱顶，其中至少一根电线在该板二衬最高点处，电线端头处混凝土与电线接触，电线沿纵向粘贴于防水板，并在施工缝端头处伸出外面，在端头模板就位后外露部分与检测端电线相连接；
所述交流转换器实现限位器、指示灯、按钮开关之间接触转换，所述空气开关为控制整个检测仪电路的总开关，所述限位器实现混凝土浇筑饱满与预埋电线接触后检测通路闭合，所述电源指示灯、工作指示灯用于手动功能下实现检测仪自身检查，所述转换开关实现自动与手动功能转换；所述隧道二衬背后空洞检测仪还包括配电箱和接线柱，所述配电箱用于组装仪器，所述接线柱用于排列线路。
优选地，所述限位器为DF-96E水泵全自动水位控制器。
优选地，所述电源指示灯、转换开关、限位器相互连接，所述交流转换器的一个触头引线接按钮开关启，从按钮开关启出来接按钮开关停一端和交流转换器辅助触点的一端，然后从按钮开关停通过转换开关接电源指示灯；所述工作指示灯两端与交流转换器两个主触头相连；所述限位器设于检测端，所述限位器的一个接头与交流转换器的一个触头相连，限位器的另一个接头通过转换开关与交流转换器的另一个触头相连；电源指示灯和转换开关连接在空气开关的两端之间。
本发明同时提供一种隧道二衬背后空洞检测方法，包括以下步骤:
(1)在隧道防水板施工完成后，沿着隧道纵向在拱顶布设最少2根电线，根据隧道顺坡、反坡施工计算确定，必须确保至少一根电线在该板二衬最高点处，电线端头1-2cm去皮确保混凝土与电线接触后导电，电线沿纵向粘贴于防水板，并在施工缝端头处伸出外面，在端头模板就位后外露长度至少要保证能与检测仪检测端电线相连接，具体根据二衬台车长度确定；
(2)二衬钢筋绑扎完毕后检查布置在拱顶的电线是否脱落，与混凝土接触端悬吊高度不得大于2cm，检查合格后二衬台车就位；
(3)二衬混凝土浇筑前进行检测仪自检，将按钮调节至手动功能状态，按启、停开关至少各一次检查检测仪自身是否完好，检查合格后切换至自动功能状态，将检测端两线头接触检查自动检测功能，如绿红两指示灯正常切换则检测仪正常运转，然后将埋置在拱顶的电线与检测仪检测端电线连接；
(4)二衬混凝土浇筑过程中，观察指示灯，绿色指示灯亮表明未浇筑饱满，红色指示灯亮表明已浇筑饱满。
有益效果：
该检测仪从根本上解决了二衬背后空洞的病害发生，保证了隧道结构的稳定性和耐久性，提高隧道的运营和全寿命效果。
1、创造性：
①该检测仪二衬施工过程中能够有效预防二衬背后空洞，解决了隧道施工二衬空洞预防难的问题，提升工程质量的同时降低后期注浆施工成本，安装于二衬台车上且可以重复使用，具有良好的经济效益。
②该检测仪利用二衬混凝土中水分导电特性，通过缺水保护全自动水位控制器实现检测通路，检测仪制作成本低。
③该检测仪接入口、显示端采用220V交流电压，检测端采用12V安全电压，既实现了接入口和显示端能够采用常规电压及设备，又使检测过程安全得到充分保障。
④该检测仪具有手动检测和自动检测功能切换，在手动检测功能下能够实现仪器通路自检，自动检测功能下利用缺水保护全自动水位控制器具有灵敏度高的特性，确保检测过程的准确性。
2、先进性：
①该检测仪能够在二衬浇筑过程实现背后空洞检测与预防，解决了隧道施工二衬空洞预防难的问题，同时降低后期检测出现空洞二次注浆费用，具有显著的经济实用、节能环保效果。
②该检测仪利用电路学原理，检测端电压为12V，使得该检测仪先进文明、经济适用、安全可靠。
③该检测仪操作简单，只需在拱顶埋置电线与检测仪连接即可，不过多占用劳动力及时间，使得现场实际使用便利、适用。
附图说明
图1为本发明二衬背后空洞检测仪电路原理图；
图2为本发明二衬背后空洞检测仪-浇筑过程图；
图3为本发明二衬背后空洞检测仪-浇筑饱满图；
图4为本发明二衬背后空洞检测仪检测线路布置图；
图5为本发明二衬背后空洞检测仪的实物图片。
具体实施方式
隧道二衬背后空洞检测仪是根据混凝土中水分导电的特性，结合电路学原理，经过精心设计，实现在二衬浇筑过程中即可进行背后空洞检测的仪器，为了便于检测，二衬背后空洞检测仪检测端采取12V安全电压，便于操作且使检测过程安全得到充分保障。
该检测仪的制作和使用成本低，检测过程安全，一套检测仪可长期使用，而且操作简单，具有良好的经济、实用价值，节能环保效果突出，易于推广，应用前景良好。二衬背后空洞检测仪主要结构为电路元件，各元件型号及功能如下表：
表1二衬背后空洞检测仪结构
工作原理
二衬背后空洞检测仪主要根据混凝土导电的特性，结合DF-96E水泵全自动水位控制器，实现二衬混凝土浇筑饱满后检测端形成通路使红色工作指示灯亮来判断二衬浇筑饱满的检测仪。工作原理图见图1。
实施方式
(1)在隧道防水板施工完成后，沿着隧道纵向在拱顶布设最少2根电线，根据隧道顺坡、反坡施工计算确定，必须确保至少一根电线在该板二衬最高点处，电线端头1-2cm去皮确保混凝土与电线接触后导电，电线沿纵向粘贴于防水板，并在施工缝端头处伸出外面，在端头模板就位后外露长度至少要保证能与检测仪检测端电线相连接，具体根据二衬台车长度确定。
(2)二衬钢筋绑扎完毕后检查布置在拱顶的电线是否脱落，尤其是与混凝土接触端悬吊高度不得大于2cm，检查合格后二衬台车就位。
(3)二衬混凝土浇筑前进行检测仪自检，将按钮调节至手动功能状态，按启、停开关至少各一次检查检测仪自身是否完好，检查合格后切换至自动功能状态，将检测端两线头接触检查自动检测功能，如绿红两指示灯正常切换则检测仪正常运转，然后将埋置在拱顶的电线与检测仪检测端电线连接。
(4)二衬混凝土浇筑过程中，观察指示灯，绿色指示灯亮表明未浇筑饱满，红色指示灯亮表明已浇筑饱满。
(5)该检测仪与各作业工序不能相互干扰。且没有过多占用劳动力及作业时间，对二衬背后脱空预防具有显著效果，提高二衬施工质量的同时降低后期二次注浆成本，节约资源，具有良好的质量、安全、经济效益。
2018-2019年度，在甘肃路桥建设集团有限公司中标承建的S38线王格尔塘至夏河(桑科)高速公路工程夏河2#隧道、拉卜楞隧道二衬施工中使用二衬背后空洞检测仪，夏河2#隧道左线1916m，右线1622m；拉卜楞隧道左线5504m，右线5518m；二衬施工均采用二衬背后空洞检测仪进行施工过程检测，有效控制了隧道二衬背后空洞，提升了二衬施工质量，该检测仪的使用，便于标准化、规范化组织施工，检测过程不过多占用劳动力及施工作业时间，确保二衬混凝土浇筑饱满，提高了隧道二衬结构的稳定性和耐久性。同时，该检测仪的使用是对重点部位、薄弱环节开展精细化施工的一次重大突破。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种隧道混凝土二次衬砌背后空洞监测方法，其特征在于：包括以下步骤:
(1)在隧道防水板施工完成后，沿着隧道纵向在拱顶布设最少2根电线，必须确保至少一根电线在该板二衬最高点处，电线端头1-2cm去皮确保混凝土与电线接触后导电，电线沿纵向粘贴于防水板，并在施工缝端头处伸出外面，在端头模板就位后外露长度至少要保证能与检测仪检测端电线相连接，具体根据二衬台车长度确定；
(2)二衬钢筋绑扎完毕后检查布置在拱顶的电线是否脱落，与混凝土接触端悬吊高度不得大于2cm，检查合格后二衬台车就位；
(3)二衬混凝土浇筑前进行检测仪自检，将按钮调节至手动功能状态，按启、停开关至少各一次检查检测仪自身是否完好，检查合格后切换至自动功能状态，将检测端两线头接触检查自动检测功能，如绿红两指示灯正常切换则检测仪正常运转，然后将埋置在拱顶的电线与检测仪检测端电线连接；
(4)二衬混凝土浇筑过程中，观察指示灯，绿色指示灯亮表明未浇筑饱满，红色指示灯亮表明已浇筑饱满；
所述检测仪，包括交流转换器、按钮开关停、按钮开关启、转换开关、电源指示灯、工作指示灯、空气开关、限位器、二衬预埋电线和检测端电线，所述交流转换器实现限位器、指示灯、按钮开关之间接触转换，所述空气开关为控制整个检测仪电路的总开关，所述限位器实现混凝土浇筑饱满与预埋电线接触后检测通路闭合，所述电源指示灯、工作指示灯用于手动功能下实现检测仪自身检查，所述转换开关实现自动与手动功能转换；所述隧道二衬背后空洞检测仪还包括配电箱和接线柱，所述配电箱用于组装仪器，所述接线柱用于排列线路；
所述限位器为DF-96E水泵全自动水位控制器；
所述电源指示灯、转换开关、限位器相互连接，所述交流转换器的一个触头引线接按钮开关启，从按钮开关启出来接按钮开关停一端和交流转换器辅助触点的一端，然后从按钮开关停通过转换开关接电源指示灯；所述工作指示灯两端与交流转换器两个主触头相连；所述限位器设于检测端，所述限位器的一个接头与交流转换器的一个触头相连，限位器的另一个接头通过转换开关与交流转换器的另一个触头相连；电源指示灯和转换开关连接在空气开关的两端之间。
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