如何选择合适的方法进行隧道仰拱质量检测？

仰拱作为隧道衬砌结构的重要组成部分，能改善衬砌结构的受力形式，调整支护结构的轴力和弯矩分布。在提高隧道衬砌结构的承载能力、安全度和耐久性，抑制围岩内塑性区的扩展，约束隧道洞周位移发展等方面有重要作用。但在仰拱实际施工过程中，施工质量控制却困难重重。

隧道仰拱质量检测是新建隧道施工质量控制、运营隧道安全评估的主要内容，长期以来，隧道仰拱质量检测是隧道衬砌质量检测中的重难点问题，因此，选取合适的检测方法对隧道仰拱施工质量进行检测意义重大。

隧道仰拱常见质量问题及检测方法

以往隧道检测过程中，发现仰拱施工主要存在的质量问题有：仰拱厚度不足、仰拱强度不够、仰拱钢筋间距超标甚至缺失等。这些质量问题的存在，会导致隧道结构整体承载能力的降低，出现仰拱隆起、翻浆冒泥、拱墙开裂等情况，严重时导致隧道整体失去稳定性，发生一系列影响运营安全的事故。

隧道仰拱施工质量检测与评估方法主要有地质雷达法、钻芯法、声波法、瞬变电磁法、超声回弹综合法、回弹法、瑞雷波法、红外线探测法等。虽然检测方法有很多，但如何保证隧道仰拱施工质量检测地准确可靠却一直困扰着检测工作者。目前，在实际工程检测工作中，常用到的检测方法有地质雷达法和钻芯取样法。

1、 地质雷达法

（1）检测原理

地质雷达法是采用无线电磁波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。

主要工作原理是：高频电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射，经目标体反射或透射后，由接收天线接收。高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的介电特性及汇集形态不同而变化，并由此通过对时域波形的采集、后处理和分析，从而确定目标体的空间位置或结构形态。

（2）地质雷达法检测的优缺点

地质雷达法是一种无损检测方法，所使用的仪器轻便，检测速度快，能连续检测一条测线，而且检测结果代表性较高。同时地质雷达法也存在一定的缺点，在利用地质雷达法对隧道仰拱进行检测时，对仰拱厚度的判断多数基于仰拱上层钢筋的雷达波反射信号，仅能大致推测仰拱的厚度，误差较大，并且地质雷达在检测仰拱钢筋或钢架时，也难以定量，仅能对钢筋或钢架的有无进行定性判断。

（3）地质雷达法检测注意事项

a、检测前，应根据相关规范对混凝土的介电常数或电磁波速做现场标定。

b、检测时应确保天线与衬砌表面密贴（空气耦合天线除外）。

c、做好测线号、方向、标记间隔以及天线类型的记录。

d、随时做好可能对测量产生电磁影响的物体及其位置的记录。

e、准确标记测量位置。

2、 钻芯法

（1）检测原理

钻芯法是采用地质钻机在拟取芯部位进行钻孔取芯检测，通过量测芯样长度来检测隧道仰拱厚度；芯样经过切割加工后进行抗压试验，检测仰拱混凝土强度；通过取芯过程中的芯样描述对仰拱填充进行评价；通过隧道底部芯样对底部围岩情况进行检测，判断隧道底部是否清理彻底、是否有虚渣以及隧道底部围岩情况。

（2）钻芯法检测的优缺点

钻芯法为破损检测，且为局部点位检测，代表性较雷达法较差，钻机移动缓慢，效率不高。但是钻芯法检测优点突出，具有测试结果误差小、直观，检测结果可靠等优点，钻芯法不仅能真实反映仰拱混凝土厚度和回填情况，还可以进一步检测仰拱混凝土的强度以及隧道底部的围岩情况。

（3）钻芯法检测注意事项

a、钻芯部位应根据需要合理布置，如无特殊需求，一般将取芯部位选在隧道中心水沟，既降低了对隧道施工的干扰，又方便钻芯过程中冷却水的循环利用。

b、钻孔深度应钻至隧底。

c、钻头内径要满足芯样的抗压要求，可采用湿式钻芯，利用水循环降低钻进过程中钻头的温度，且每次钻进深度不宜超过50cm，以提高芯样钻取质量。

d、钻芯前要平整场地，使地质钻机安放平稳，并准确获取取芯位置处的实际标高、隧道底部的设计标高和钻芯取样结束后的孔底标高。

e、做好钻芯过程记录，芯样存放在芯样盒内，按钻取先后顺序存放，并做好芯样存放记录，记录好混凝土芯样里程部位、芯样深度范围等。

f、对取芯过程做好影像资料留存，对芯样进行封存。

g、钻芯取样结束后，及时对钻孔进行注浆恢复，并振捣密实，以免因钻芯引起仰拱结构水坏隐患。

如何选择合适的检测方法？

隧道仰拱施工质量的每种检测方法都具有其适用范围和使用条件，有其独有的特征，因此应根据检测目的选择一种或几种：

（1）当需要检测隧道仰拱厚度和强度时，可以考虑选取钻芯法进行检测；

（2）当需要检测仰拱钢筋和钢架情况时，则需要采用地质雷达法进行检测；不过地质雷达法在检测仰拱钢筋或钢架时，也仅仅能定性判断出隧道仰拱中钢筋或钢架的有无或可大致判断出钢筋钢架的间距。在应用地质雷达对隧道仰拱进行检测时，测线应尽量靠近边墙位置，可提高检测质量。

（3）隧道仰拱施工质量最理想的检测方法，应该是在仰拱填充之前采用地质雷达法进行检测，这样不仅可以检测仰拱厚度，还可以准确检测出仰拱钢筋、钢架的间距，如发现问题能够及时进行处理，减少返工。

结语

隧道作为埋置于地层内的工程建筑物，安全性要求很高，而仰拱作为隧道的重要结构，其质量更是影响到隧道环形构造受力性能和运营安全，所以选择合适的检测方法来对仰拱检测是把关质量的一项重要工作。

在多年的检测工作中，中钢国检团队在隧道检测方面积累了丰富的经验，不仅能以过硬的技术为客户解决检测难题，也更能从细节把控检测质量。对于隧道仰拱的检测，中钢国检更是能根据实际情况，针对检测中存在的不足，结合多种检测方法，选择最佳的检测方式，取长补短，来保障隧道工程的安全。