麻地菁隧道右幅出口二衬检测001(YK17+765~YK17+290)

武昆高速公路麻地箐隧道右幅出口 二次衬砌质量检测报告-001

（YK17+765~YK17+290）

江苏省交通科学研究院股份有限公司 武昆高速公路隧道检测SDJC-1合同段项目部

2011年7月25日

西部开发通道兰州至磨憨公路武定至昆明段高速公路

隧道地质超前预报及质量检测SDJC-1合同段

检测人员：刘编 制：刘审 核：唐连权检测单位：江苏省交通科学研究院股份有限公司证书等级：公路工程综合甲级、桥梁隧道专项证 书 号：交发证机关：中华人民共和国交通运输部编制日期：二麻地箐隧道二次衬砌质量检测报告

（YK17+765~YK17+290）

奇、张春宇、项 尚、左栋梁、顾国威 奇

GJC甲003，交GJC桥002 O一一年七月二十五日

目 录

1 概况 ........................................................................................................... 4 2 衬砌厚度质量检测 .................................................................................... 4 2.1检测方法和原理................................................................................. 4 2.2检测仪器 ............................................................................................ 6 2.3检测数据采集及处理 ......................................................................... 6 2.4 测线布置及检测范围 ........................................................................ 7 2.5 检测成果分析 ................................................................................... 8 3 衬砌背后脱空情况检测 ........................................................................... 11 4 衬砌混凝土强度检测............................................................................... 12 4.1 检测方法和原理 .............................................................................. 12 4.2 数据采集 ......................................................................................... 12 4.3 检测数据计算 ................................................................................. 12 4.4 检测结果与分析 .............................................................................. 13

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

1 概况

受武昆高速公路建设指挥部委托，江苏省交通科学研究院股份有限公司武昆高速公路隧道质量检测SDJC-1标项目部对武昆高速公路第3合同段麻地箐隧道右幅出口二次衬砌进行了无损检测。

本期二次衬砌检测的主要依据为：

（1）《公路隧道施工技术规范》（JTG+F60-2009）；

（2）《公路工程质量检验评定标准》（土建部分）（JTG F80/1-2004）； （3）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）； （4）《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223-2004）； （5）相关施工、设计资料及业主要求。

经过近期外业检测工作和内业分析和资料整理，现提交检测报告。

2 衬砌厚度质量检测

2.1检测方法和原理 2.1.1 检测方法

对于该隧道的衬砌厚度质量无损检测，我项目部采用了目前最为常用的地质雷达法。

2.1.2 检测原理

地质雷达法是利用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标或地下界面进行扫描，以确定其内部形态和位置的电磁技术，其理论基础为高频电磁波理论，利用高频电磁波以宽频带短脉冲形式由地面通过发射天线送入地下，经地下不连续体或目的体反射后返回地面为接收天线所接收，反射电磁波经过一系列的处理和分析之后可以得到探测介质的有关信息。其检测原理如图1所示：

江苏省交通科学研院股份有限公司 第 4 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

天线空 洞围 岩混凝土天线

厚度混凝土里程空 洞围 岩雷 达 图 像图1 衬砌厚度与空洞检测原理示意图 地质雷达主机通过天线在隧道衬砌表面向内部发射频率为数百兆赫的电磁波（如图1），当电磁波遇到不同媒质的界面时便会发生反射与透射，反射波返回初衬表面，又被接收天线所接收（发射与接收为同一天线）。此时雷达主机记录下电磁波从发射到接收的双程旅行时 t。因为电磁波在初衬内的传播速度V可由已知初衬厚度点测定出来，所以可由深度D= V· t/2式求出反射面的深度即初衬厚度。此外，根据雷达图像上反射波的强弱、频率特征及变化情况，确定衬砌背后是否存在脱空。

在地质雷达法检测中，电磁波通常被近似为均匀平面波。其传播速度在高阻媒质中取决于媒质的相对介电常数r，即：

VC/r

式中: C = 0.3 m/ns；r为媒质的相对介电常数。 电磁波传播在遇到不同媒质界面时, 其反射系数为:

R(12)(12)

由此可知,电磁波的反射系数取决于界面两边媒质的相对介电常数的差异，差异越大，反射系数越大。

对于隧道衬砌检测，涉及的主要媒质为：混凝土、钢筋、空气、水和花岗岩，其物性差异见下表1：

介质物性差异表 表2.1 媒 质 介 电 常 数 （相对值） 电磁波速度 （m/ns） 江苏省交通科学研院股份有限公司 第 5 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

空 气 水 花 岗 岩 混 凝 土 钢 筋 1 81 5～8 6～8 ∞ 0.3 0.033 0.106～0.12 0.112～0.055 ―― 从表中可以看出，隧道内所涉及的这几种媒质物性均有差异，会形成反射，这种差异正是地质雷达法检测的基本前提条件。 2.2检测仪器

本期检测采用的主要仪器为：

（1）SIR-20型地质雷达（美国GSSI公司，见图2），仪器编号3111115； （2）900MHz屏蔽天线（美国GSSI公司，见图2）。

(a) 主机

(b) 900MHz天线

图2 SIR-20 型地质雷达主机(a)与900MHz(b)天线

2.3检测数据采集及处理

天线选型：针对本项目隧道无损检测的具体情况，主要从分辨率、穿透力和稳定性三个方面综合衡量，选择500MHz 和900MHz 天线。900MHz 天线分辨率较高，用于初期支护、二次衬砌的检测，可以精确测定结构厚度、钢筋和钢拱架数量与间距、衬背空隙等。500MHz 天线穿透深度较大，用于仰拱、超挖过大区段的初期支护等的检测。

行走方式：隧道初期支护检测，拱顶测线采用挖掘机或简易台架或车载台架测试（如图3）；起拱线测线采用人工测试；仰拱测线采用人工测试。二次衬砌检测，拱顶、拱腰采用车载台架测试，边墙采用人工或简易推车测试。

江苏省交通科学研院股份有限公司 第 6 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

测试参数：

1）行走速度控制在5km/h 左右； 2）每道包括512 个时间采样点；

3）900M 天线的时间窗（记录长度）为15ns，500M 天线的时间窗为50ns； 4）采用9 点分段增益，由浅至深线性增益；

5）采用连续检测方式，每隔5 米打一个标记，每50 米打双标。 注：在实际测量中，行走要尽量匀速，桩号设置一定要清晰、准确。 ⑤ 数据处理

数据处理采用配套 探地雷达处理解释软件。处理过程包括预处理（步骤：①修改文件头参数；②标记和桩号校正；③剖面翻转和道标准化；④添加标题、标识等）和处理分析（包括①浏览整个剖面，查找明显的异常；②频谱分析；③滤波去噪；④振幅增强；⑤异常特征和面层对应相位分析；⑥剖面修饰等）。

经过处理后的检测剖面中不同的颜色对应不同的幅度强度，横轴代表桩号（单位为m），纵轴表示电磁波传播的双程走时（单位为ns）。通过对检测剖面进行解读，识别喷砼（衬砌）厚度、结构裂隙、密实程度、背后孔洞等。 2.4 测线布置及检测范围

图3检测方式图

检测车江苏省交通科学研院股份有限公司 第 7 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

2.4.1测线布置方法

根据目前工程进度，以及现场测试条件的实际情况，本期衬砌检测测线，沿隧道方向纵向布置7条测线，测线布置如图4所示：

进口方向 GD C A B E F 图4雷达横断面测线布置图

2.4.2测线布置方法

麻地箐隧道检测范围为：k17＋765~k17＋290。 根据现场实际情况，实测测线布置如下：

①测线a：k17＋765～k17＋290，测线长度475 m； ②测线b：k17＋765～k17＋290，测线长度475 m； ③测线c：k17＋765～k17＋290，测线长度475 m； ④测线d：k17＋765～k17＋290，测线长度475 m； ⑤测线e：k17＋765～k17＋290，测线长度475 m； ⑥测线f：k17＋765～k17＋290，测线长度475 m； ⑦测线g：k17＋765～k17＋290，测线长度475 m。 2.5 检测成果分析

麻地箐隧道k17+765～k17+750、k17+750～k17+700、k17+700～k17+530、k17+530~k17+495、k17+495~k17+290段二衬混凝土设计厚度分别为60cm、50cm、60cm、45cm、40cm。

地质雷达实测的二衬混凝土厚度见表4-1~4-5所示。

江苏省交通科学研院股份有限公司 第 8 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

表4-1 k17+765～k17+750二衬厚度检测成果表

里程桩号 K17+750 设计厚度 （cm） 60 测线a 68 68 测线b 75 75 实测厚度（cm） 测线c 69 69 测线d 72.5 72.5 71.1 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 测线e 79.7 79.7 测线f 72.9 72.9 测线g 60.7 60.7 平均厚度(cm） 总平均厚度（cm） 合格率 总体合格率 由表4-1看出，本检测段所有测线总长合计15米，检测断面1个，满足规定的每40米检测一个断面的检测频率。实测平均厚度>设计厚度，且所有检测断面的总体合格率为100%，符合《公路工程质量检验评定标准》（土建部分）（JTG F80/1-2004）相关要求。二次衬砌厚度经检测合格。

表4-2 k17+750～k17+700二衬厚度检测成果表

里程桩号 K17+730 K17+710 设计厚度 （cm） 50 50 实测厚度（cm） 测线a 50.9 50.2 50.5 测线b 55.3 52.1 53.7 测线c 52.5 .6 53.5 测线d 57 55.5 52.5 100% 100% 100% 100% 92.9% 100% 50% 100% 测线e 51.4 51.8 51.6 测线f 48.3 53.4 50.9 测线g 58.5 57.3 57.9 平均厚度(cm） 总平均厚度（cm） 合格率 总体合格率 由表4-2看出，本检测段所有测线总长合计50米，检测断面2个，满足规定的每40米检测一个断面的检测频率。实测平均厚度>设计厚度，且所有检测断面的总体合格率为92.9%，符合《公路工程质量检验评定标准》（土建部分）（JTG F80/1-2004）相关要求。二次衬砌厚度经检测合格。

表4-3 k17+700~k17+530二衬厚度检测成果表

里程桩号 K17+690 K17+670 K17+650 K17+630 设计厚度 （cm） 60 60 60 60 实测厚度（cm） 测线a 69.5 66.4 62.4 63.1 测线b 70.8 65.2 63.8 61.9 测线c 67 .3 62.9 63.3 测线d 61.9 62.1 62.7 60.6 测线e 73.5 67.8 65.6 61.1 测线f 78.2 71.7 62.4 65.2 测线g 68.7 66.8 65.1 .3 江苏省交通科学研院股份有限公司 第 9 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

里程桩号 K17+610 K17+590 K17+570 K17+550 K17+530 设计厚度 （cm） 60 60 60 60 60 实测厚度（cm） 测线a 65.9 61.2 62.4 60.7 69.6 .6 测线b 67.1 65.2 62.2 59.1 68.7 .9 测线c 66..2 63.1 63.9 .4 70.3 .9 测线d .3 61.6 60.5 66.7 62.7 62.6 .9 100% 90% 100% 100% 98.6% 100% 100% 100% 测线e 65 66.2 60.8 61.5 71.2 65.9 测线f 66.1 70.3 .2 62.6 .1 67.2 测线g 61.7 62.8 63.6 62.3 65.4 .5 平均厚度(cm） 总平均厚度（cm） 合格率 总体合格率 由表4-3出，本检测段所有测线总长合计170米，检测断面9个，满足规定的每40米检测一个断面的检测频率。实测平均厚度>设计厚度，且所有检测断面的总体合格率为98.6%,符合《公路工程质量检验评定标准》（土建部分）（JTG F80/1-2004）相关要求。二次衬砌厚度经检测合格。

表4-4 k17+530~k17+495二衬厚度检测成果表

里程桩号 K17+510 设计厚度 （cm） 45 实测厚度（cm） 测线a 53.5 53.5 测线b .3 .3 测线c 51.4 51.4 测线d 46.9 46.9 50.4 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 测线e 51.2 51.2 测线f 48.3 48.3 测线g 47.1 47.1 平均厚度(cm） 总平均厚度（cm） 合格率 总体合格率 由表4-4看出，本检测段所有测线总长合计35米，检测断面1个，满足规定的每40米检测一个断面的检测频率。实测平均厚度>设计厚度，且所有检测断面的总体合格率为100%，符合《公路工程质量检验评定标准》（土建部分）（JTG F80/1-2004）相关要求。二次衬砌厚度经检测合格。

表4-5 k17+495~k17+290二衬厚度检测成果表

里程桩号 K17+490 K17+470 设计厚度 （cm） 40 40 测线a 50.9 48.5 测线b 52.7 47.3 实测厚度（cm） 测线c 47.1 50.6 测线d 40.9 53.3 测线e 47.2 48.5 测线f 48.3 50.8 测线g 47.2 50.6 江苏省交通科学研院股份有限公司 第 10 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

里程桩号 K17+450 K17+430 K17+410 K17+390 K17+370 K17+350 K17+330 K17+310 设计厚度 （cm） 40 40 40 40 40 40 40 40 实测厚度（cm） 测线a 52.6 44.4 49.6 48 43.1 42.4 45.7 41.7 42.6 测线b 53.7 44.8 44.2 42.5 47.1 40.7 44.5 45.3 46.3 测线c 48.9 42.9 .1 39.7 43.1 46.4 45.6 46.3 46.5 测线d 50.1 58.7 56.6 47 40.5 40.9 44.7 44.7 47.7 46.4 100% 100% 90% 100% 98.6% 100% 100% 100% 测线e 55.2 47.2 49.8 42.1 41.5 46.2 47.5 51 47.6 测线f 50.4 45 60.7 45.6 44.1 48.3 48.8 44.7 48.7 测线g 45.2 50.6 43.2 45.2 42.1 45.8 42.3 41.3 45.4 平均厚度(cm） 总平均厚度（cm） 合格率 总体合格率 由表4-5看出，本检测段所有测线总长合计205米，检测断面10个，满足规定的每40米检测一个断面的检测频率。实测平均厚度>设计厚度，且所有检测断面的总体合格率为98.6%，符合《公路工程质量检验评定标准》（土建部分）（JTG F80/1-2004）相关要求。二次衬砌厚度经检测合格。

3 衬砌背后脱空情况检测

表3.1 衬砌结构缺陷类型划分

序号 1 缺陷性质 空洞（脱空） 缺陷成因 由于在施工过程中振捣不实或混凝土干缩所致 2 3 4 欠实 富含水 围岩松散 由于衬砌施作或振捣不实所致 地层裂隙发育 由开挖引起围岩扰动所致（含空洞） 影响衬砌结构的承压能力、变形 渗漏水、弱化衬砌结构强度 影响隧道整体结构变形 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 病害隐患 造成衬砌开裂或掉块 类型划分 Ⅰ类 依据《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1－2004），隧道衬砌结构厚度评估参数参照《标准》表10.7.2中检测项目2要求：

经检测，没有发现质量缺陷。

江苏省交通科学研院股份有限公司 第 11 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

4 衬砌混凝土强度检测

4.1 检测方法和原理

回弹法检测原理：利用回弹仪检测混凝土结构构件抗压强度的方法简称回弹法。回弹仪是一种直射锤击式仪器。由于混凝土的抗压强度与其表面硬度存在某种相关关系，而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度（通过回弹仪读得回弹值）与混凝土表面硬度成一定比例关系，因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。 4.2 数据采集

检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。

测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距不宜小于20mm；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次。每一测区应记取16个回弹值，每一测点的回弹值读数估读至l。 4.3 检测数据计算

计算测区平均回弹值，应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，余下的10个回弹值应按下式计算：

10RmRI1i10

式中 Rm——测区平均回弹值，精确至0.1；

Ri——第i个测点的回弹值。

结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值计算。当测区数为10个及以上时，应计算强度标准差。平均值及标准差应按下列公式计算：

10cmfSccufI1ccu,iccu,in)n(mn1

f(cunfccu)2i1f

江苏省交通科学研院股份有限公司 第 12 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

式中

mcf——结构或构件测区混凝土强度换算值的平均值（MPa），精确至

cu0.1MFa；

n——对于单个检测的构件，取一个构件的测区数；对批量检测的构件，取

被拍检构件测区数之和；

Scfcu——结构或构件测区混凝土强度换算值的标准差（MPa），精确至

0.01MPa。

结构或构件的混凝土强度推定值（

fcu,e）应按下列公式确定：

1 当该结构或构件侧区数少于10个时：

f式中

cu,efccu,min

fccu,min——构件中最小的测区混凝土强度换算值。

2 当该结构或构件的测区强度值中出现小于10.0MPa时：

fcu,e＜l0.0MPa

3 当该结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时，应按下列公式计算：

f4.4 检测结果与分析

cu,emfcuc1.5Sfccu

通过本期检测得出了麻地箐隧道右幅出口K17＋765～K17＋290段的衬砌混凝土强度情况如下表4.1

表4.1衬砌混凝土强度检测结果表

测区编号 1 2 3 4 5 6 构件编号 第1模 第2模 第3模 第4模 第5模 第6模 测区位置 YK17+765～YK17+753 YK17+753～YK17+741 YK17+741～YK17+729 YK17+729～YK17+717 YK17+717～YK17+705 YK17+705～YK17+693 设计强度 C25 C25 C25 C25 C25 C25 测区平均回弹值（MPa） 40.6 41.6 41.5 42.5 40.1 41.6 检测强度推定值（MPa） 33.8 34.7 34.6 35.5 33.3 34.7 江苏省交通科学研院股份有限公司 第 13 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 332 33 34 第7模 第8模 第9模 第10模 第11模 第12模 第13模 第14模 第15模 第16模 第17模 第18模 第19模 第20模 第21模 第22模 第23模 第24模 第25模 第26模 第27模 第28模 第29模 第30模 第31模 第32模 第33模 第34模 YK17+693～YK17+681 YK17+681～YK17+669 YK17+669～YK17+657 YK17+657～YK17+5 YK17+5～YK17+633 YK17+633～YK17+621 YK17+621～YK17+609 YK17+609～YK17+597 YK17+597～YK17+585 YK17+585～YK17+573 YK17+573～YK17+561 YK17+561～YK17+9 YK17+9～YK17+537 YK17+537～YK17+525 YK17+525～YK17+513 YK17+513～YK17501 YK17+501～YK17+4 YK17+4～YK17+477 YK17+477～YK17+465 YK17+465～YK17+453 YK17+453～YK17+441 YK17+441～YK17+429 YK17+429～YK17+417 YK17+417～YK17+405 YK17+405～YK17+393 YK17+393～YK17+381 YK17+381～YK17+369 YK17+369～YK17+357 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 C25 39.5 41.7 41.4 40.4 40.5 39.2 47.1 38.4 39.2 46.7 44.1 45.4 46.4 47.5 40.2 44.7 41.8 41.9 42.3 41.2 43.4 42.1 40.9 41.7 42.3 41.8 35.9 34.6 32.7 34.8 34.5 33.6 33.7 32.5 39.8 31.7 32.5 39.4 37 38.2 39.2 40.2 33.4 37.6 34.9 35.0 35.3 34.3 36.4 35.2 34.0 34.8 35.3 34.9 29.4 28.4 江苏省交通科学研院股份有限公司 第 14 页 共15页

武昆高速公路隧道质量检测和地质超前预报SDJC-1标

35 36 37 38 39 40 第35模 第36模 第37模 第38模 第39模 第40模 YK17+357～YK17+345 YK17+345～YK17+333 YK17+333～YK17+321 YK17+321～YK17+309 YK17+309～YK17+297 YK17+297～YK17+290 C25 C25 C25 C25 C25 C25 34.7 34.5 35.3 33.2 32.8 32.1 28.5 28.3 28.9 27.2 26.9 26.3 综合分析检测数据，可得出如下结论：

K17+765～k17+290段（475m）二衬设计强度为25MPa，检测构件强度均>设计强度，符合《公路隧道施工技术规范》（JTG+F60-2009）相关要求。二次衬砌强度经检测合格。

江苏省交通科学研究院股份有限公司 武昆高速公路隧道检测SDJC-1标

2011年7月25日

江苏省交通科学研院股份有限公司 第 15 页 共15页