本發(fā)明屬于公路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種公路隧道仰拱質(zhì)量缺陷程度的判定方法。

背景技術(shù)：

仰拱是隧道的主要組成部分之一，是隧道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，它既要將隧道上部的地層壓力通過邊墻結(jié)構(gòu)或?qū)⒙访嫔系暮奢d有效的傳遞到地下，而且還需有效的抵抗隧道下部地層傳來的反力。仰拱受力狀態(tài)復(fù)雜，可看做是一種能承受地層永久荷載和路面荷載的地基梁（板）。仰拱的施做效果將直接影響隧道結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承載力和地基變形量，以及結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性甚至安全性。

在實際公路隧道工程的建設(shè)中，有時由于對仰拱的認(rèn)知和重視程度不足，對隧址區(qū)地質(zhì)條件的了解不充分，同時迫于建設(shè)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，仰拱施工過程中常常有許多未做到位的地方，亦即存在部分缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)仰拱底鼓、路面開裂，甚至襯砌開裂的病害。

對于隧道仰拱的質(zhì)量即缺陷問題，一方面強(qiáng)調(diào)施工過程控制，但另一方面，對建成隧道（或僅仰拱施工完成），若發(fā)現(xiàn)缺陷問題，就必須處治。

現(xiàn)有的隧道仰拱病害處治技術(shù)已提及仰拱質(zhì)量缺陷的分類，但尚無“缺陷程度”這一概念，對缺陷程度的判定方法及缺陷歸類化也更未涉及；對病害的處治方案，也呈多樣性、甚至略顯雜亂，另外現(xiàn)有仰拱病害處治技術(shù)方法的過程環(huán)節(jié)較多，歷時較長。目前還沒有一種公路隧道仰拱質(zhì)量缺陷程度的判定方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在目前的工程技術(shù)領(lǐng)域，對公路隧道仰拱質(zhì)量缺陷的判定方法尚無系統(tǒng)性的規(guī)定，為填補(bǔ)該空白，并克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種公路隧道仰拱質(zhì)量缺陷程度的判定方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種公路隧道仰拱質(zhì)量缺陷程度的判定方法，包括如下步驟：

步驟（1），對隧道仰拱段落進(jìn)行質(zhì)量檢測：對該段落的仰拱進(jìn)行質(zhì)量檢測，檢測采用無損的檢測方法；檢測項目為初支鋼拱架間距、鋼拱架的埋置深度和仰拱混凝土密實度；其中，對仰拱混凝土密實度檢測采用地質(zhì)雷達(dá)法；

步驟（2），對步驟（1）的檢測結(jié)果進(jìn)行分類，分類方法如下：

對于初支鋼拱架間距檢測項，如果檢測結(jié)果≥1.25倍設(shè)計間距，則該檢測項判定為A類；如果檢測結(jié)果＜1.25倍設(shè)計間距，則該檢測項判定為B類；

對于鋼拱架的埋置深度檢測項，如果檢測結(jié)果≤0.8倍設(shè)計埋深深度，則該檢測項判定為A類；如果檢測結(jié)果大于0.8倍設(shè)計埋深深度，則該檢測項判定為B類；

對于仰拱混凝土密實度檢測項，如果檢測得到的雷達(dá)圖像同相軸連續(xù)性好，波形、波長穩(wěn)定一致，則表明密實度好，該檢測項判定為B類；反之判定為A類；

步驟（3），根據(jù)步驟（2）的判定結(jié)果，三種檢測項的判定結(jié)果為AAA、AAB、ABB、BBB的四種組合，其中A和B順序不分先后；對四種組合所表明的該仰拱段質(zhì)量缺陷程度以表1進(jìn)行定性；

表1

若果判定結(jié)果組合中含A，須采取處治措施對仰拱進(jìn)行修復(fù)；如果判定結(jié)果為AAA，則表明該段落隧道仰拱存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，須及時采取處治措施進(jìn)行修復(fù)；如果判定結(jié)果為BBB，則表明該段落隧道仰拱不存在質(zhì)量缺陷，但為防止鄰近存在質(zhì)量缺陷段落的牽連影響，需對本判定段落的路面及襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是步驟（1）所述的初支鋼拱架間距和鋼拱架的埋置深度也采用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行檢測。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是根據(jù)隧道仰拱已經(jīng)發(fā)生病害的狀態(tài)，或仰拱雖暫未出現(xiàn)病害但估計病害可能會發(fā)生的預(yù)測，初步確定步驟（1）需要檢測的隧道仰拱段落。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是根據(jù)路面及襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)病害（如路面隆起、二襯開裂）的里程位置確定仰拱待檢測的段落范圍。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是如果已檢測隧道仰拱段落的三種檢測項中任意一項的A類缺陷程度長度超過50%該已檢測隧道仰拱段落的長度，則擴(kuò)延該隧道仰拱檢測段落的范圍，將已檢測段落兩端各50m的長度范圍作為兩個新的、獨立的待檢測段落，按步驟（1）~步驟（3）的方法判定其質(zhì)量缺陷程度；若新的檢測段落三檢測項中任意一項的A類缺陷程度長度超過50%該段落長度，則再次向遠(yuǎn)離第一次檢測的檢測段落方向擴(kuò)延50m，作為新的待檢測段落，并按步驟（1）~步驟（3）的方法進(jìn)行檢測和判定，以此類推。

本發(fā)明根據(jù)判定結(jié)果進(jìn)行修復(fù)或處治時，首先從大的方面確定處治方案；同時，結(jié)合既往勘察、施工過程中超前地質(zhì)預(yù)報、監(jiān)控量測及其它相關(guān)資料綜合分析，再從細(xì)的方面確定各段是否需要適當(dāng)增加或減少相關(guān)措施；最后確定仰拱各個存在缺陷段落段的具體處治措施。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

本發(fā)明是將仰拱質(zhì)量問題歸結(jié)為初支鋼拱架間距過大（也即鋼拱架榀數(shù)不夠）、鋼拱架的埋置深度不足（也即仰拱厚度不足）、仰拱混凝土密實度不夠等三類。而三類缺陷指標(biāo)又存在或重、或輕的不同程度，針對仰拱的具體某一段落，將三指標(biāo)的不同程度進(jìn)行組合，由組合結(jié)果判定該段的質(zhì)量缺陷總體狀態(tài)，進(jìn)而采取對應(yīng)的處治措施。

本發(fā)明公路隧道仰拱質(zhì)量缺陷程度的判定方法將仰拱的缺陷歸類化，可快速完成對隧道仰拱缺陷的檢測，并方便判定病害成因，可根據(jù)判定缺陷程度的輕重采取相應(yīng)對策、“對癥下藥”，選用適宜的處治措施，及時治理病害，確保仰拱穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全，具有較普遍的推廣應(yīng)用意義；本發(fā)明的方法與現(xiàn)有的仰拱病害處治技術(shù)相比，處治時間可縮短40%左右、處治成本可節(jié)省30%左右。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用儀器、裝置等未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

一種公路隧道仰拱質(zhì)量缺陷程度的判定方法，包括如下步驟：

步驟（1），根據(jù)隧道仰拱已經(jīng)發(fā)生病害的狀態(tài)，或仰拱雖暫未出現(xiàn)病害但估計病害可能會發(fā)生的預(yù)測，初步確定步驟（1）需要檢測的隧道仰拱段落；

對需要檢測的隧道仰拱段落進(jìn)行質(zhì)量檢測，檢測采用無損的檢測方法；檢測項目為初支鋼拱架間距、鋼拱架的埋置深度和仰拱混凝土密實度；優(yōu)選無損的檢測方法為地質(zhì)雷達(dá)法；

步驟（2），對步驟（1）的檢測結(jié)果進(jìn)行分類，分類方法如下：

對于初支鋼拱架間距檢測項，如果檢測結(jié)果≥1.25倍設(shè)計間距，則該檢測項判定為A類；如果檢測結(jié)果＜1.25倍設(shè)計間距，則該檢測項判定為B類；

對于鋼拱架的埋置深度檢測項，如果檢測結(jié)果≤0.8倍設(shè)計埋深深度，則該檢測項判定為A類；如果檢測結(jié)果大于0.8倍設(shè)計埋深深度，則該檢測項判定為B類；

對于仰拱混凝土密實度檢測項，如果檢測得到的雷達(dá)圖像同相軸連續(xù)性好，波形、波長穩(wěn)定一致，則表明密實度好，該檢測項判定為B類；反之判定為A類；

步驟（3），根據(jù)步驟（2）的判定結(jié)果，三種檢測項的判定結(jié)果為AAA、AAB、ABB、BBB的四種組合，其中A和B順序不分先后；對四種組合所表明的該仰拱段質(zhì)量缺陷程度以表1進(jìn)行定性；

表1

若果判定結(jié)果組合中含A，須采取處治措施對仰拱進(jìn)行修復(fù)；如果判定結(jié)果為AAA，則表明該段落隧道仰拱存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，須及時采取處治措施進(jìn)行修復(fù)；如果判定結(jié)果為BBB，則表明該段落隧道仰拱不存在質(zhì)量缺陷，但為防止鄰近存在質(zhì)量缺陷段落的牽連影響，需對本判定段落的路面及襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測。

其中，如果檢測時，已檢測隧道仰拱段落的三種檢測項中任意一項的A類缺陷程度長度超過50%該已檢測隧道仰拱段落的長度，則擴(kuò)延該隧道仰拱檢測段落的范圍，將已檢測段落兩端各50m的長度范圍作為兩個新的、獨立的待檢測段落，按步驟（1）~步驟（3）的方法判定其質(zhì)量缺陷程度；若新的檢測段落三檢測項中任意一項的A類缺陷程度長度超過50%該段落長度，則再次向遠(yuǎn)離第一次檢測的檢測段落方向擴(kuò)延50m，作為新的待檢測段落，并按步驟（1）~步驟（3）的方法進(jìn)行檢測和判定，以此類推。

應(yīng)用實例

對某隧道，發(fā)現(xiàn)有5個病害段，按本發(fā)明的方法，查閱隧道設(shè)計相關(guān)資料，各指標(biāo)項的設(shè)計參數(shù)（要求）如表2所示。

表2

按本發(fā)明的方法提出各缺陷程度的判定條件，如表3所示。

表3

將三檢測判定指標(biāo)項的判定結(jié)果組合在一起，可能出現(xiàn)AAA、AAB、ABB、BBB的四種組合（其中A和B放入順序不分先后），按該方法，本應(yīng)用例隧道5個病害段各段缺陷程度組合的結(jié)果如表4所示。

表4

針對本應(yīng)用例隧道，其處治措施是采用的打管注漿，根據(jù)不同的缺陷程度組合選用不同的打管注漿參數(shù)，如表5所示。

表5

注：*上表中針對缺陷程度為BBB的段落制定了打管注漿的仰拱注漿加固方案，該方案為一備用方案；但在隧道其它段落處治、及處治完成經(jīng)后續(xù)觀測，整個過程中，該段落邊墻裂縫未發(fā)展，也未發(fā)生其它病害，故該備用的加固方案沒有實施。

應(yīng)用本發(fā)明方法，針對本應(yīng)用例隧道仰拱病害的處治，達(dá)到了迅速判定病害成因，迅速采取對應(yīng)處治措施，及時治理病害的效果，且從后期觀察、監(jiān)測結(jié)果表明，隧道仰拱及襯砌結(jié)構(gòu)均處于穩(wěn)定、安全的狀態(tài)。

因仰拱病害的發(fā)展可能呈惡性循環(huán)的態(tài)勢，其處治強(qiáng)調(diào)及時性，與傳統(tǒng)的仰拱病害處治方法相比，本方法最大的優(yōu)點是快速高效，表6所示為本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法/現(xiàn)有技術(shù)的處治耗時的對比表，表中略去了細(xì)小、相同的工序環(huán)節(jié)，僅列了主要部分，從表看出，本發(fā)明方法節(jié)約大量的處治過程時間（縮短了40%），直接根據(jù)檢測結(jié)果，作質(zhì)量缺陷組合，采取處治措施，及時治理病害；另從處治成本估算，本發(fā)明方法節(jié)省了約30%。

表6

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。