隧道二次衬砌厚度检测及统计分析

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工程概况及数据采集

1工程概况

官地坪2号隧道是忻保高速公路的第三条长隧道，是忻保二期工程的第一条长隧道，单线长3668m。其中右线隧道长1870m，K172+718～K174+588;左线隧道长1798m，ZK172+695～ZK174+493。隧址区地形起伏较大，冲沟发育，隧道右线进口、左线出口天然坡角分别为31°和35°，隧道走向和山坡坡向基本正交。出露地层为第四系上更新统(Q3m)马兰黄土、第四系中更新统(Q2l)离石黄土和奥陶系中统峰峰组(Q2f)泥灰岩、灰岩，节理裂隙发育。隧道右线出口、左线进口天然坡角分别为17°和31°，隧道走向和山坡坡向基本正交。出露地层为第四系上更新统(Q3m)马兰黄土、第四系中更新统(Q2l)离石黄土和石碳系上统山西组(C3S)泥岩、砂岩，节理裂隙发育。

2采集仪器

本工程二次衬砌检测采用美国GSSI公司生产的CUⅡ型地质雷达主机及900MHz天线及测量轮等辅助硬件设备;笔记本电脑和Reflexw-Win5．0等专用的地质雷达数据处理分析软件。

3采集方式

依据JTGF80/1-2004公路工程质量检验评定标准［5］并结合实际工程情况，二次衬砌纵向采集3条测线，两侧拱腰及拱顶位置，测线每5m记录一个测点。地质雷达主要检测二次衬砌厚度情况和衬砌背后是否存在空洞。

数据整理及分析

按检测方案，对隧道左右线各采集3条测线，共检测距离11004m，采集测点2201个，通过得到每个测点位置实际二次衬砌厚度与设计厚度之间差值。得到差值分布规律在拱腰和拱顶位置的规律，见图1～图4。从拱顶测线得到的检测数据可以看出，拱顶测点的实际厚度比设计厚度大2．9cm，拱腰位置实际厚度比设计厚度大3．3cm，且两处位置厚度偏差值分布相对集中在0cm～5cm区间，此区间拱顶位置测点比例约60%，拱腰位置测点比例约64%;测点实际检测厚度小于设计厚度拱顶位置测点比例约20%，拱腰位置约10%。由于隧道二次衬砌施工工艺的限制，在施工二次衬砌时，拱顶位置混凝土相对比较难注满，同时衬砌厚度小于设计厚度位置多为衬砌后存在空洞位置，拱顶位置的空洞数量较拱腰位置多，从衬砌厚度检测得到的数据也较好的印证了此点。若不对衬砌结构背后空洞采取相应的处理措施，而满足检测厚度不小于设计厚度，则实际检测厚度平均值较设计厚度大10cm，极大增加了工程造价。

结论及建议

通过地质雷达对忻州—保德高速官地坪2号隧道衬砌结构检测，分析衬砌结构厚度偏差值的分布规律，得到如下主要结论及建议:1)衬砌结构厚度在不同检测位置都较难达到设计要求，都存在厚度小于设计要求;2)拱腰位置衬砌厚度相对集中，较拱顶位置容易控制;3)衬砌背后空洞多存在拱顶位置，多和衬砌施工工艺相关;4)地质雷达较好发现衬砌背后空洞，且空洞需要得到有效处理，处理衬砌厚度可基本满足设计要求;5)考虑工程造价，建议《公路工程质量检验评定标准》对衬砌厚度可适量放宽。（本文作者：黄鹏单位：广州市高速公路有限公司）